Министерство просвещения Республики Казахстан
Образовательная организация
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Тема: Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе
Авторы:
2025
Содержание
Раздел 1. Теоретико-методологические основы 7
- Современные подходы к инклюзивному образованию в контексте преподавания физики 7
- Особенности организации экспериментальных работ в инклюзивном классе 11
- Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач 14
Раздел 2. Тепловые явления и термодинамика 19
- Экспериментальные задачи по теме "Тепловые явления" 19
- Экспериментальные задачи по агрегатным состояниям вещества 28
Раздел 3. Электрические явления 43
- Экспериментальные задачи по электростатике 43
- Экспериментальные задачи по постоянному электрическому току 48
Раздел 4. Магнитные и электромагнитные явления 54
- Экспериментальные задачи по магнитным явлениям 54
- Экспериментальные задачи по оптике 60
Раздел 6. Организация работы в инклюзивном классе 66
Раздел 7. Организация оценивания 69
Раздел 8. Практические рекомендации 73
Пояснительная записка
Методическое пособие «Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе» разработано для учителей физики Республики Казахстан, работающих в условиях инклюзивного образования. В современной образовательной системе Казахстана особое внимание уделяется созданию равных возможностей для всех учащихся, включая детей с особыми образовательными потребностями. Физика как экспериментальная наука предоставляет уникальные возможности для развития практических навыков, логического мышления и научного мировоззрения всех учеников, независимо от их индивидуальных особенностей.
Данное пособие основано на учебной программе по физике для 8-9 классов и охватывает все основные разделы курса: тепловые явления, электрические и магнитные явления, световые явления. Материал структурирован таким образом, чтобы учитель мог легко адаптировать экспериментальные задания под конкретные образовательные потребности учащихся своего класса.
Особенностью пособия является практико-ориентированный подход. В каждом разделе представлены не только теоретические основы организации инклюзивного обучения, но и конкретные экспериментальные задачи с подробными рекомендациями по их адаптации для учащихся с различными особенностями развития. Описаны способы модификации оборудования, альтернативные методики проведения измерений, варианты представления результатов.
Одним из ключевых принципов, положенных в основу пособия, является идея о том, что инклюзивное образование – это не упрощение учебного материала, а создание условий, при которых каждый ученик может проявить свои способности и достичь максимальных результатов. Поэтому акцент делается на сохранении научной строгости и полноценном формировании физических понятий при одновременной адаптации методов обучения.
В пособии уделяется значительное внимание вопросам безопасности при проведении физических экспериментов с учетом особенностей различных категорий учащихся. Рассматриваются способы организации групповой работы, обеспечивающие полноценное включение всех учеников в образовательный процесс. Даны рекомендации по взаимодействию с ассистентами и тьюторами, сопровождающими детей с особыми образовательными потребностями.
Инновационным элементом пособия является раздел, посвященный оцениванию достижений учащихся. Предлагается многокомпонентная система оценивания, учитывающая индивидуальные особенности учеников и отслеживающая прогресс каждого ребенка по сравнению с его собственными предыдущими достижениями. Описаны методы формирующего оценивания, инструменты для самооценки и взаимооценки учащихся, подходы к созданию портфолио достижений.
Важной частью пособия являются приложения, содержащие карточки с экспериментальными заданиями разного уровня сложности, шаблоны для фиксации результатов, рекомендации по изготовлению самодельных приборов и адаптированного оборудования. Включен глоссарий физических терминов с пояснениями на русском и казахском языках, что облегчает работу учителя в условиях языкового многообразия.
При разработке пособия использован не только отечественный опыт инклюзивного образования, но и лучшие международные практики. Материалы прошли апробацию в школах различных регионов Казахстана и получили положительные отзывы учителей физики, работающих в инклюзивных классах.
Пособие адресовано в первую очередь учителям физики, но будет полезно также методистам, студентам педагогических вузов, специалистам системы повышения квалификации. Представленные материалы могут использоваться как непосредственно на уроках, так и при организации внеурочной деятельности, элективных курсов, подготовке к олимпиадам.
Авторы надеются, что данное пособие станет надежным помощником для педагогов, стремящихся создать в своих классах атмосферу сотрудничества и взаимопонимания, где каждый ученик, независимо от его особенностей, сможет почувствовать радость научного открытия и успешного экспериментального исследования.
Введение
Физика – это наука, открывающая перед нами удивительный мир природных явлений и закономерностей. Она учит нас наблюдать, анализировать, делать выводы, проверять гипотезы экспериментально. Именно эксперимент является сердцем физической науки, позволяющим не только проверить теоретические предположения, но и развить целый комплекс важнейших навыков: от тонкой моторики до критического мышления.
В современном образовательном пространстве Казахстана, как и во всем мире, происходят значительные изменения, связанные с развитием инклюзивного образования. Сегодня в обычных классах общеобразовательных школ учатся дети с самыми разными образовательными потребностями: с нарушениями зрения и слуха, с особенностями опорно-двигательного аппарата, с расстройствами аутистического спектра, с интеллектуальными нарушениями. И перед учителем физики встает непростая задача – как организовать экспериментальную деятельность таким образом, чтобы каждый ученик, независимо от его особенностей, мог активно участвовать в процессе познания?
Долгое время считалось, что физический эксперимент недоступен для многих категорий учащихся с особыми образовательными потребностями. Как может незрячий ученик наблюдать преломление света? Как ребенок с ограниченной подвижностью может собрать электрическую цепь? Как учащийся с нарушением слуха воспримет объяснение акустических явлений? Эти вопросы часто приводили к тому, что детей с особыми потребностями просто освобождали от практических работ или предлагали им роль пассивных наблюдателей.
Однако современная педагогическая наука и практика доказывают: физический эксперимент может и должен быть доступен каждому ученику. Необходимо лишь найти подходящие методы, адаптировать оборудование, по-новому взглянуть на организацию учебного процесса. И тогда физика станет не препятствием, а мостом к полноценному включению всех детей в образовательную среду.
Данное методическое пособие родилось из реальной практики учителей физики Казахстана, работающих в инклюзивных классах. Оно обобщает опыт педагогов, нашедших нестандартные решения для стандартных школьных экспериментов, создавших уникальные адаптированные материалы, разработавших эффективные приемы включения всех учеников в исследовательскую деятельность.
Мы рассматриваем инклюзию не как вынужденную меру, а как ценный ресурс для обогащения образовательного процесса. Когда в классе учатся дети с различными особенностями восприятия, мышления, коммуникации – это стимулирует учителя искать новые подходы, разрабатывать многоуровневые задания, использовать мультисенсорные методы объяснения материала. От этого выигрывают все ученики, не только те, кто имеет особые образовательные потребности.
В пособии вы найдете конкретные экспериментальные задачи по основным разделам школьного курса физики 8-9 классов с детальными рекомендациями по их адаптации для различных категорий учащихся. Мы постарались охватить все ключевые темы: от тепловых явлений до оптики, от электростатики до электромагнетизма. Для каждой темы предложены варианты модификации оборудования, альтернативные способы наблюдения и фиксации результатов, рекомендации по организации групповой работы.
Особое внимание в пособии уделяется вопросам безопасности, которые приобретают дополнительную актуальность в контексте инклюзивного класса. Мы также рассматриваем различные подходы к оцениванию достижений учащихся, понимая, что традиционная пятибалльная система не всегда справедливо отражает прогресс ребенка с особыми образовательными потребностями.
Это пособие не предлагает готовых рецептов на все случаи жизни – инклюзивное образование слишком многогранно и индивидуализировано. Но мы надеемся, что представленные идеи и методические разработки вдохновят вас на создание собственных адаптированных материалов, на поиск новых подходов к организации эксперимента в вашем уникальном классе.
Физика как наука открыта для всех, и мы верим, что каждый ребенок имеет право прикоснуться к ее тайнам, почувствовать радость открытия, испытать удовлетворение от успешно проведенного эксперимента. Давайте вместе сделаем физику доступной и увлекательной для каждого ученика!
Основная часть
Раздел 1. Теоретико-методологические основы
- Современные подходы к инклюзивному образованию в контексте преподавания физики
Инклюзивное образование в Республике Казахстан является стратегическим направлением развития образовательной системы, обеспечивающим равный доступ к качественному образованию для всех учащихся с учетом их индивидуальных потребностей. Преподавание физики как естественнонаучной дисциплины в инклюзивном классе представляет особую методическую задачу, требующую синтеза психолого-педагогических подходов и специфических методик обучения.
Согласно Приказу Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217, инклюзивное образование предполагает создание условий, учитывающих особые образовательные потребности и индивидуальные возможности каждого обучающегося. Физика, как экспериментальная наука, предоставляет широкие возможности для реализации инклюзивного подхода через практическую деятельность учащихся.
Анализ содержания учебной программы по физике для 8-9 классов показывает, что она включает разделы, охватывающие тепловые явления, электростатику, электродинамику, электромагнитные и световые явления. Каждый из этих разделов требует специфического подхода к организации экспериментальных работ в инклюзивном классе с учетом того, что учащиеся могут иметь различные особенности восприятия информации.
Физика как предмет имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при организации инклюзивного обучения:
1. Абстрактность многих понятий и законов, требующих визуализации и конкретизации через эксперимент.
2. Необходимость работы с физическими приборами и оборудованием, требующими мелкой моторики и пространственного восприятия.
3. Математическая составляющая предмета, предполагающая выполнение расчетов и построение графиков.
4. Мультисенсорный характер восприятия физических явлений (визуальный, тактильный, слуховой).
В контексте инклюзивного образования следует выделить несколько современных подходов, эффективных для преподавания физики:
Универсальный дизайн в обучении (Universal Design for Learning) — подход, предполагающий создание такой образовательной среды, где каждый ученик может получать и демонстрировать знания различными способами. В преподавании физики это реализуется через:
- Предоставление учебных материалов в разных форматах (текстовом, аудио, видео, тактильном).
- Использование различных методов объяснения физических явлений.
- Вариативность форм представления результатов экспериментальной работы учащимися.
- Использование цифровых технологий и симуляций для визуализации физических процессов.
Дифференцированный подход — адаптация содержания, процесса и продукта обучения к индивидуальным возможностям учащихся. При преподавании физики этот подход реализуется через:
- Разработку многоуровневых экспериментальных заданий.
- Варьирование степени самостоятельности при выполнении лабораторных работ.
- Индивидуализацию темпа выполнения экспериментов.
- Модификацию инструкций и экспериментального оборудования.
Обучение в сотрудничестве — создание условий для активного взаимодействия учащихся в процессе обучения. В рамках физического эксперимента это:
- Организация работы в гетерогенных группах.
- Распределение ролей с учетом сильных сторон каждого ученика.
- Взаимное обучение и поддержка.
- Коллективное обсуждение результатов и формулирование выводов.
Мультисенсорный подход — вовлечение различных каналов восприятия в процесс обучения. Для физики как экспериментальной науки это особенно актуально:
- Визуализация невидимых физических явлений (электрическое поле, магнитное поле).
- Использование тактильных моделей для понимания абстрактных понятий.
- Применение звуковых сигналов при проведении экспериментов.
- Кинестетическое моделирование физических процессов.
Формирующее оценивание — непрерывный процесс наблюдения за учебной деятельностью учащихся, предоставление обратной связи и корректировка обучения:
- Использование рубрик для оценки экспериментальной работы.
- Поэтапная оценка процесса проведения эксперимента.
- Самооценка и взаимооценка учащихся.
- Ведение портфолио экспериментальных работ.
Технологический подход — использование современных технологий для обеспечения доступности физического образования:
- Применение цифровых лабораторий с датчиками.
- Использование адаптивного программного обеспечения.
- Виртуальные лаборатории и симуляции.
- Ассистивные технологии для учащихся с особыми потребностями.
При разработке экспериментальных задач по физике для инклюзивного класса необходимо учитывать типы особых образовательных потребностей учащихся:
|
Особенность учащегося |
Адаптация экспериментальных заданий |
Особенности восприятия физического материала |
|
Нарушения зрения |
• Использование тактильных моделей • Звуковые индикаторы для приборов • Укрупненные шкалы приборов • Рельефные схемы и графики |
• Затруднена работа с визуальными демонстрациями • Сложность восприятия графического материала • Хорошее запоминание устной информации • Возможность тактильного исследования |
|
Нарушения слуха |
• Визуализация звуковых явлений • Письменные инструкции • Видеоматериалы с субтитрами • Световые индикаторы вместо звуковых |
• Затруднено восприятие устных объяснений • Хорошее восприятие визуальной информации • Потребность в наглядности процессов • Сложности с физическими терминами |
|
Нарушения опорно-двигательного аппарата |
• Эргономичное расположение оборудования • Использование устройств с крупными элементами управления • Адаптированные держатели и подставки • Дистанционное управление приборами |
• Ограничения в выполнении тонких манипуляций • Сложности с пространственной организацией • Необходимость в дополнительном времени • Возможные проблемы с письменной фиксацией данных |
Классификация экспериментальных задач по физике для инклюзивного класса может быть проведена по нескольким критериям:
По характеру познавательной деятельности:
- Демонстрационные (учитель показывает опыт, учащиеся наблюдают)
- Иллюстративные (подтверждение изученных закономерностей)
- Исследовательские (самостоятельное открытие закономерностей)
- Творческие (конструирование, моделирование)
По способу организации деятельности учащихся:
- Индивидуальные
- Парные
- Групповые
- Коллективные
По степени самостоятельности:
- С полной инструкцией
- С частичной инструкцией
- По общему плану
- С самостоятельным планированием
По характеру используемого оборудования:
- Со стандартным оборудованием
- С адаптированным оборудованием
- С самодельными приборами
- С виртуальными лабораториями
|
Тип экспериментальной задачи |
Преимущества для инклюзивного класса |
Примеры по разделам физики 8-9 класса |
|
Качественные эксперименты (наблюдение, описание, объяснение) |
• Доступны для учащихся с разным уровнем подготовки • Позволяют сосредоточиться на физической сути явления • Не требуют сложных математических расчетов |
• Наблюдение диффузии • Исследование конвекции в жидкостях • Изучение магнитного поля постоянных магнитов • Наблюдение явления электромагнитной индукции |
|
Количественные эксперименты (измерение, построение графиков, анализ) |
• Развивают измерительные навыки • Позволяют установить математические закономерности • Формируют навыки работы с данными |
• Определение удельной теплоемкости вещества • Исследование зависимости сопротивления от температуры• Проверка закона Ома • Измерение фокусного расстояния линзы |
|
Конструкторские эксперименты (создание моделей, устройств) |
• Развивают творческие способности • Позволяют проявить индивидуальность • Повышают мотивацию |
• Изготовление простейшего калориметра • Сборка простейшего электроскопа • Конструирование электромагнита • Создание простейших оптических приборов |
Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач предполагает учет различных уровней познавательных возможностей учащихся:
1. Базовый уровень — выполнение эксперимента по подробной инструкции с четким алгоритмом действий, простыми измерениями и минимальными расчетами.
2. Средний уровень — эксперимент с частичной инструкцией, предполагающий самостоятельное планирование отдельных этапов, анализ результатов и формулирование выводов.
3. Высокий уровень — исследовательский эксперимент с самостоятельным планированием, выдвижением гипотез, выбором оборудования и методов измерения.
Важным аспектом является обеспечение доступности физического оборудования. Для этого целесообразно:
- Создавать наборы адаптированных приборов с учетом особенностей учащихся.
- Использовать цветовое кодирование элементов оборудования.
- Применять укрупненные шкалы и обозначения.
- Дополнять стандартное оборудование тактильными и звуковыми элементами.
Инновационные подходы в преподавании физики в инклюзивном классе также включают:
- Использование 3D-моделирования и печати для создания тактильных моделей физических явлений.
- Применение технологий дополненной реальности для визуализации невидимых процессов.
- Разработку специализированных мобильных приложений для проведения измерений и обработки данных.
- Создание междисциплинарных проектов, интегрирующих физику с другими предметами.
При организации экспериментальной деятельности в инклюзивном классе необходимо обеспечить:
- Безопасность всех участников эксперимента.
- Комфортную эмоциональную атмосферу.
- Возможность выбора уровня сложности и способа выполнения задания.
- Поддержку со стороны учителя или ассистента при необходимости.
Эффективное преподавание физики в инклюзивном классе требует от учителя готовности к постоянному профессиональному развитию, освоению новых методик и технологий, а также сотрудничества с коллегами, психологами, дефектологами и родителями учащихся.
- Особенности организации экспериментальных работ в инклюзивном классе
Организация экспериментальных работ в инклюзивном классе требует особого внимания к индивидуальным особенностям учащихся и созданию условий, при которых каждый ученик сможет максимально эффективно участвовать в познавательной деятельности. Исходя из тематики учебника физики для 8-9 классов Казахстана, где рассматриваются тепловые явления, электростатика, электрический ток, электромагнитные и световые явления, можно выделить специфические аспекты организации экспериментальных работ.
При организации физического практикума в инклюзивном классе важно учитывать характер и степень особых образовательных потребностей учащихся. Так, для учеников с нарушениями зрения эксперименты по термодинамике могут быть адаптированы через использование термочувствительных материалов, позволяющих тактильно ощущать изменение температуры. При изучении электрических явлений для таких учащихся эффективно использование звуковой индикации наличия тока в цепи и специальных рельефных схем электрических цепей.
Для учащихся с нарушениями слуха при изучении акустических явлений целесообразно применение визуализации звуковых волн через осциллограф или приложения для смартфонов, позволяющие "видеть" звук. При проведении экспериментов по оптике важно обеспечить четкие письменные инструкции и наглядные схемы эксперимента.
Учащиеся с нарушениями опорно-двигательного аппарата при работе с физическими приборами могут использовать специальные держатели, штативы и адаптированные измерительные приборы с крупными элементами управления. При изучении тепловых явлений для них можно предусмотреть использование безопасных термометров с увеличенной шкалой и устойчивым основанием.
Эффективная организация экспериментальной работы в инклюзивном классе основывается на нескольких ключевых принципах. Во-первых, все учащиеся должны иметь возможность активного участия, поэтому эксперимент должен предусматривать различные роли и способы вовлечения. Например, при изучении закона Ома один ученик может отвечать за снятие показаний, другой – за изменение параметров цепи, третий – за фиксацию результатов, четвертый – за построение графиков.
Во-вторых, необходима предварительная адаптация учебного оборудования и рабочего места. При изучении магнитных явлений можно использовать магниты различных размеров и форм с текстурированной поверхностью для учащихся с нарушениями зрения, а рабочее место ученика с нарушениями опорно-двигательного аппарата должно быть организовано так, чтобы все необходимые приборы находились в зоне досягаемости.
|
Раздел физики |
Адаптация оборудования |
Организация работы |
Формы фиксации результатов |
|
Тепловые явления |
• Термометры с крупной шкалой • Термочувствительные материалы • Калориметры с устойчивым основанием • Цветовая индикация температуры |
• Работа в парах (наблюдатель + исполнитель) • Предварительная демонстрация • Пошаговые инструкции |
• Аудиозапись наблюдений • Фотографирование этапов • Готовые формы для заполнения • Термограммы |
|
Электрические явления |
• Цветовая маркировка проводов • Звуковая индикация • Укрупненные элементы • Магнитные держатели компонентов |
• Распределение ролей • Работа на электронных симуляторах • Сборка цепей на магнитной доске |
• Готовые электрические схемы • Фотофиксация • Аудиозаписи выводов • Графики на специальной бумаге |
|
Оптические явления |
• Лазерные указки с крупными кнопками • Увеличенные линзы и зеркала • Контрастные экраны • Оптические скамьи с фиксаторами |
• Эксперимент по станциям • Работа с виртуальными моделями • Ротация ролей в группе |
• Схемы хода лучей • Фотографии оптических эффектов • Видеозапись эксперимента • Графические модели |
В-третьих, необходимо уделять внимание темпу работы. Ученикам с различными образовательными потребностями может требоваться разное количество времени для выполнения одних и тех же операций. Поэтому при изучении закономерностей диффузии или процессов кипения и конденсации целесообразно предусматривать вариативность заданий по объему и сложности, а также возможность продолжения работы во внеурочное время.
Четвертый принцип – доступность инструкций и материалов. Для учащихся с различными особенностями восприятия информации инструкции к экспериментальным работам должны предоставляться в различных форматах: печатном (с крупным шрифтом и высоким контрастом), аудио, видео с субтитрами. При изучении электромагнитной индукции или оптических приборов полезно создавать тактильные схемы и модели, позволяющие лучше понять пространственную структуру изучаемых явлений.
Пятый принцип – безопасность. Особое внимание следует уделять безопасности при проведении экспериментов с электрическим током и тепловыми явлениями . Для этого целесообразно использовать источники питания с ограничением по току, термостойкие материалы, защитные экраны и перчатки. Важно проводить подробный инструктаж по технике безопасности в доступной для всех учащихся форме.
При организации групповой работы эффективна модель формирования гетерогенных групп, где учащиеся с различными особенностями могут дополнять друг друга. Например, при изучении электрических цепей ученик с хорошим аналитическим мышлением может отвечать за расчеты, учащийся с хорошей мелкой моторикой – за сборку схемы, а ученик с развитыми коммуникативными навыками – за представление результатов.
|
Тип особых образовательных потребностей |
Рекомендуемые роли в эксперименте |
Необходимая поддержка |
Потенциальные трудности |
|
Нарушения зрения |
• Анализ данных • Формулирование гипотез и выводов • Устная презентация результатов • Фиксация аудиоданных |
• Тактильные модели • Звуковые индикаторы • Ассистент для описания визуальных эффектов • Аудиозапись инструкций |
• Работа с графиками • Считывание показаний приборов • Наблюдение быстропротекающих процессов • Цветовая дифференциация |
|
Нарушения слуха |
• Наблюдение • Фиксация данных • Построение графиков • Фотофиксация |
• Письменные инструкции • Визуальные сигналы • Схемы и диаграммы • Субтитры к видеоинструкциям |
• Восприятие устных инструкций • Групповое обсуждение • Работа со звуковыми явлениями • Коммуникация в группе |
|
Нарушения опорно-двигательного аппарата |
• Планирование эксперимента • Обработка данных • Теоретический анализ • Компьютерное моделирование |
• Адаптированное рабочее место • Эргономичные инструменты • Ассистент для манипуляций • Дистанционное управление |
• Мелкая моторика • Манипуляции с приборами • Пространственная ориентация • Быстрая смена деятельности |
Важным аспектом является использование цифровых технологий и виртуальных лабораторий. При изучении электромагнитных явлений или световых явлений виртуальные симуляторы позволяют наблюдать процессы, недоступные непосредственному восприятию, а также безопасно экспериментировать с параметрами системы. Для учащихся с ограниченной подвижностью компьютерные модели дают возможность активного участия в эксперименте через использование адаптированных устройств ввода.
Для фиксации результатов экспериментов также необходимо предусматривать различные способы: стандартные лабораторные журналы, аудиозаписи, фотографии, видеоотчеты, электронные таблицы. При изучении графических закономерностей, например, зависимости силы тока от напряжения, для учащихся с нарушениями зрения можно использовать рельефную бумагу или программы с аудиоописанием графиков.
Особого внимания требует подготовка учителя к проведению экспериментальных работ в инклюзивном классе. Необходимо заранее прогнозировать возможные трудности, с которыми могут столкнуться учащиеся, и продумывать альтернативные способы выполнения заданий. Например, при изучении законов отражения и преломления света для учащихся с нарушениями зрения можно подготовить тактильные модели, демонстрирующие ход лучей.
Важно также устанавливать реалистичные ожидания от результатов экспериментальной работы для каждого ученика, учитывая его индивидуальные возможности. Критерии оценки должны быть дифференцированными и учитывать не только точность измерений и правильность выводов, но и степень самостоятельности, активность участия, умение сотрудничать.
Эффективная организация экспериментальных работ в инклюзивном классе требует междисциплинарного подхода и сотрудничества с другими специалистами: психологами, дефектологами, тьюторами. Регулярное обсуждение прогресса учащихся и эффективности применяемых методик позволяет своевременно корректировать подходы к организации практикума.
Опыт показывает, что при правильной организации экспериментальной работы в инклюзивном классе выигрывают все учащиеся, не только те, кто имеет особые образовательные потребности. Совместная деятельность развивает эмпатию, умение сотрудничать, находить нестандартные решения проблем, что является важными компетенциями в современном мире.
- Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач
Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе основывается на глубоком понимании как содержания физического образования, так и особенностей учащихся. Анализируя разделы учебника физики для 8-9 классов школ Казахстана, мы видим, что программа включает разнообразные темы: от тепловых явлений и термодинамики до электростатики, электродинамики и оптики. Каждый из этих разделов представляет специфические возможности и вызовы при организации экспериментальной деятельности учащихся с различными образовательными потребностями.
Дифференцированный подход предполагает вариативность экспериментальных заданий по нескольким параметрам: сложность, степень самостоятельности, форма представления результатов, используемое оборудование. Важно понимать, что дифференциация – это не упрощение задания для отдельных учащихся, а создание оптимальных условий для максимального развития каждого ученика с учетом его стартовых возможностей.
При разработке экспериментальных задач для изучения тепловых явлений можно предусмотреть разные уровни заданий. Например, при изучении диффузии базовый уровень может предполагать наблюдение процесса диффузии в жидкостях разной температуры по готовому протоколу с заданными временными интервалами. Средний уровень может включать сравнительное исследование скорости диффузии в различных средах с самостоятельным выбором временных интервалов наблюдения. Продвинутый уровень может предполагать исследование факторов, влияющих на скорость диффузии, с самостоятельным планированием эксперимента и выбором измеряемых параметров.
|
Уровень сложности |
Характеристики экспериментальных задач |
Примеры для разных разделов физики 8-9 класса |
Оценивание |
|
Базовый |
• Четкие пошаговые инструкции • Подготовленное оборудование • Простые измерения • Минимальные расчеты • Готовые формы для записи результатов |
• Изучение плавления льда • Сборка простой электрической цепи • Наблюдение отражения света в зеркале |
• Правильность выполнения процедуры • Точность измерений • Соответствие выводов наблюдениям • Аккуратность оформления |
|
Средний |
• Частичные инструкции • Выбор из предложенных методик • Несколько измеряемых параметров • Построение графиков • Анализ погрешностей |
• Определение удельной теплоемкости вещества • Исследование последовательного и параллельного соединения • Определение фокусного расстояния линзы |
• Обоснованность выбора методики • Точность измерений и расчетов • Качество анализа результатов • Самостоятельность выводов |
|
Продвинутый |
• Общая цель без детальных инструкций • Самостоятельное планирование • Выбор оборудования • Многофакторный анализ • Творческое представление результатов |
• Исследование энергетического баланса в тепловых процессах • Создание электромагнита с заданными свойствами • Конструирование простейшего оптического прибора |
• Оригинальность подхода • Комплексность исследования • Обоснованность выводов • Практическая значимость результатов |
При изучении электрических явлений для учащихся с нарушениями зрения можно адаптировать экспериментальные задачи, используя приборы со звуковой индикацией силы тока. Для проверки закона Ома можно предложить установку, где изменение силы тока сопровождается изменением высоты звукового сигнала, что позволит ученику самостоятельно фиксировать зависимость между параметрами. Для учащихся с нарушениями слуха при изучении электрических явлений эффективно использование световой индикации и визуальных схем.
Важным аспектом дифференцированного подхода является вариативность форм представления результатов экспериментальной работы. Учащиеся с трудностями письменной речи могут представлять результаты в виде аудиозаписи, видеоотчета или структурированной схемы с минимальным текстовым сопровождением. При изучении световых явлений вместо традиционного письменного отчета ученик может создать фотоальбом с демонстрацией оптических эффектов или трехмерную модель хода лучей.
При разработке экспериментальных задач по изучению агрегатных состояний вещества можно предусмотреть различные роли для учащихся в групповой работе. Например, при исследовании процесса кипения один ученик может отвечать за измерение температуры, другой – за фиксацию времени, третий – за наблюдение и описание визуальных изменений, четвертый – за ведение протокола. Это позволяет каждому участнику внести вклад в общую работу, выполняя задачу, соответствующую его возможностям.
Использование цифровых лабораторий и датчиков существенно расширяет возможности дифференциации экспериментальных задач. При изучении термодинамики цифровые датчики температуры позволяют получать точные данные с минимальными требованиями к мелкой моторике. При исследовании электромагнитных явлений датчики магнитного поля дают возможность визуализировать невидимые процессы, что особенно важно для учащихся с нарушениями зрения.
|
Особенности учащихся |
Адаптация экспериментальных задач |
Способы представления результатов |
Примеры из программы 8-9 класса |
|
Трудности мелкой моторики |
• Использование устойчивых приборов • Укрупненные элементы управления • Фиксаторы положения • Замена мелких операций на альтернативные |
• Фотоотчет с комментариями • Устный рассказ по плану • Наблюдение и анализ • Сотрудничество с партнером |
• Изучение теплопроводности через наблюдение без мелких манипуляций • Магнитные явления с использованием крупных магнитов • Оптические демонстрации с закрепленными на штативах приборами |
|
Трудности с абстрактным мышлением |
• Конкретизация задач • Пошаговые инструкции • Визуализация процессов • Связь с жизненным опытом |
• Заполнение готовых форм • Выбор из предложенных вариантов • Создание моделей • Демонстрация опытов |
• Процессы испарения на примере бытовых ситуаций • Электрические цепи с использованием аналогий • Преломление света через практические примеры |
|
Высокий потенциал |
• Открытые исследовательские задачи • Многофакторные эксперименты • Разработка установок • Междисциплинарные проекты |
• Научные отчеты • Исследовательские работы • Цифровые презентации • Обучающие материалы для других |
• Энергосбережение через комплексное исследование • Конструирование электроизмерительных приборов • Разработка оптических систем для решения практических задач |
Еще одним важным аспектом дифференцированного подхода является адаптация инструкций к экспериментальным работам. Для учащихся с трудностями восприятия текстовой информации инструкции могут быть представлены в виде схем, пиктограмм, видеодемонстраций. Для учащихся с высоким потенциалом инструкции могут содержать лишь общую постановку проблемы и перечень доступного оборудования, оставляя простор для творческого подхода к решению.
При изучении электромагнитных явлений дифференциация может осуществляться через вариативность сложности исследуемых электромагнитных устройств. На базовом уровне учащиеся могут исследовать простейший электромагнит и факторы, влияющие на его силу. На среднем уровне – изучать принцип работы электромагнитного реле. На продвинутом уровне – конструировать электромагнитные устройства с заданными характеристиками.
Особого внимания требует организация экспериментальных работ для учащихся с комбинированными нарушениями. В этом случае эффективно использование элементов тьюторского сопровождения, когда более подготовленный ученик или ассистент учителя помогает ученику с особыми потребностями, но не выполняет работу за него. Например, при изучении световых явлений тьютор может помочь ученику с нарушениями зрения и опорно-двигательного аппарата в размещении оптических приборов, но наблюдения и выводы ученик делает самостоятельно.
Важным элементом дифференцированного подхода является система оценивания экспериментальной работы. Критерии оценки должны учитывать индивидуальные возможности учащихся и акцентировать внимание на личном прогрессе, а не на сравнении с другими учениками. Например, при оценивании экспериментальной работы по изучению закона Джоуля-Ленца для одного ученика ключевым критерием может быть точность измерений, для другого – качество анализа полученных данных, для третьего – практическое применение результатов.
Дифференцированный подход при постановке экспериментальных задач требует от учителя физики глубокого знания как своего предмета, так и психолого-педагогических особенностей учащихся. Систематическое наблюдение за работой учеников, анализ их успехов и трудностей позволяет своевременно корректировать уровень сложности и характер заданий, обеспечивая оптимальные условия для развития каждого ученика.
Практика показывает, что при грамотной реализации дифференцированного подхода у учащихся формируется положительная мотивация к изучению физики, развиваются навыки самостоятельной исследовательской деятельности, повышается самооценка. Кроме того, участие в экспериментальной деятельности способствует лучшему пониманию физических законов и явлений, формированию естественнонаучной картины мира.
Раздел 2. Тепловые явления и термодинамика
- Экспериментальные задачи по теме "Тепловые явления"
Адаптированные эксперименты по исследованию диффузии
Задача "Визуализация диффузии в жидкостях разной температуры"
Учащимся предлагается исследовать процесс диффузии и влияние температуры на скорость этого процесса. Для эксперимента понадобятся три прозрачных сосуда с водой разной температуры (холодная, комнатной температуры, горячая), кристаллы перманганата калия (марганцовки) или пищевого красителя.
Ученики опускают одновременно по одному кристаллу марганцовки в каждый сосуд и наблюдают, как распространяется окрашивание. Проводят измерения времени, за которое окрашивание достигнет определенной отметки на сосуде. По результатам строится график зависимости скорости диффузии от температуры.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать ярко контрастные красители (например, синий или фиолетовый); сосуды устанавливать на белый фон; применять тактильные метки для обозначения уровня жидкости; работать в парах, где партнер может описывать наблюдаемые изменения.
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата: использовать устойчивые сосуды на нескользящей поверхности; обеспечить специальные держатели для кристаллов красителя; предусмотреть возможность использования фотофиксации процесса.
- Для учащихся с нарушениями слуха: предоставить подробные письменные инструкции с иллюстрациями; использовать карточки с ключевыми терминами.
- Для всех учащихся: предусмотреть возможность видеозаписи эксперимента для последующего анализа в замедленном режиме.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Правильно подготовлены три сосуда с водой разных температур (холодная, комнатная, горячая), температура измерена и зафиксирована точно; сосуды одинаковые, прозрачные, с четкими отметками для наблюдения; кристаллы красителя подобраны одинакового размера. 2 балла: Подготовлены три сосуда с водой разных температур, температура измерена; сосуды примерно одинаковые; есть отметки для наблюдения; размер кристаллов примерно одинаковый. 1 балл: Подготовлены сосуды с водой разных температур, но температура не измерена точно; отметки для наблюдения нечеткие; размер кристаллов различается. 0 баллов: Сосуды подготовлены неправильно, нет четкого разделения по температурам, отсутствуют отметки для наблюдения. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Кристаллы опущены одновременно во все сосуды; время измерено с точностью до секунды; зафиксировано время достижения красителем нескольких отметок; измерения проведены минимум в трех повторностях. 3 балла: Кристаллы опущены одновременно; время измерено точно; зафиксировано время достижения одной-двух отметок; проведено 2 повторности. 2 балла: Есть небольшая задержка при опускании кристаллов; время измерено; проведена только одна серия измерений. 1 балл: Значительная задержка при опускании кристаллов; неточные измерения времени; отсутствие повторностей. 0 баллов: Измерения проведены некорректно или не проведены. |
|
Обработка результатов |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в таблицу; правильно рассчитана скорость диффузии для каждой температуры; построен корректный график зависимости скорости диффузии от температуры с подписанными осями и единицами измерения; проведена статистическая обработка данных. 3 балла: Данные представлены в таблице; рассчитана скорость диффузии; построен график зависимости с подписанными осями. 2 балла: Данные представлены в таблице; расчет скорости выполнен с погрешностями; график построен с небольшими ошибками. 1 балл: Данные представлены частично; расчеты содержат ошибки; график отсутствует или содержит серьезные ошибки. 0 баллов: Данные не обработаны или обработаны неверно. |
|
Анализ и выводы |
3 |
3 балла: Сформулирован четкий вывод о зависимости скорости диффузии от температуры; представлено научное объяснение на молекулярном уровне; проведен сравнительный анализ результатов для разных температур; предложены идеи для дальнейших исследований. 2 балла: Сформулирован вывод о зависимости скорости диффузии от температуры; дано объяснение наблюдаемого явления; проведено сравнение результатов. 1 балл: Вывод сформулирован нечетко; объяснение поверхностное; сравнительный анализ отсутствует. 0 баллов: Выводы отсутствуют или не соответствуют результатам эксперимента. |
Общая оценка: Максимум 14 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
12-14 баллов: отлично (5)
9-11 баллов: хорошо (4)
5-8 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 5 баллов: неудовлетворительно (2)
Измерение температуры различными способами
Задача "Исследование точности и особенностей различных термометров"
Учащимся предлагается сравнить показания различных типов термометров: жидкостного, электронного, инфракрасного, биметаллического. Исследование проводится путем измерения температуры различных объектов (воздух в помещении, горячая вода, лед, поверхность тела) всеми видами термометров. Фиксируются показания, определяется погрешность измерений, выявляются преимущества и недостатки каждого типа термометров.
Дополнительно предлагается создать простейший жидкостный термометр из пластиковой бутылки, трубочки и подкрашенной воды, провести его калибровку и оценить точность.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать термометры со звуковой индикацией или с крупной шкалой; применять тактильные термометры, изменяющие форму/текстуру при изменении температуры; работать с термохромными материалами.
- Для учащихся с особенностями интеллектуального развития: упростить задачу – сравнивать только два типа термометров; использовать цветовую кодировку температурных диапазонов; предоставить шаблоны для записи результатов.
- Для учащихся с СДВГ: четко структурировать этапы работы; использовать таймеры для регулирования времени каждого этапа; минимизировать отвлекающие факторы.
- Для всех учащихся: обеспечить безопасность при работе с термометрами, особенно стеклянными и при измерении высоких температур.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Организация измерений |
3 |
3 балла: Правильно организованы измерения всеми типами термометров (жидкостный, электронный, инфракрасный, биметаллический); выбраны разнообразные объекты для измерения с различными температурными характеристиками; измерения проведены в одинаковых условиях для всех типов термометров; соблюдены правила безопасности. 2 балла: Организованы измерения всеми типами термометров; выбраны основные объекты для измерения; условия измерения в целом соблюдены; учтены основные правила безопасности. 1 балл: Организованы измерения не всеми типами термометров; выбор объектов ограничен; условия измерения частично соблюдены; есть нарушения правил безопасности. 0 баллов: Измерения организованы хаотично; не соблюдены условия для корректного сравнения; нарушены правила безопасности. |
|
Точность измерений |
4 |
4 балла: Проведено не менее трёх повторных измерений каждым термометром для всех объектов; вычислены средние значения; определена абсолютная и относительная погрешность каждого прибора; проведена перекрестная проверка показаний. 3 балла: Проведено два-три повторных измерения каждым термометром; вычислены средние значения; определена погрешность приборов. 2 балла: Проведено по одному измерению каждым прибором; сделана попытка определить погрешность. 1 балл: Измерения проведены неполно; погрешность не определена или определена неверно. 0 баллов: Отсутствуют систематические измерения или результаты недостоверны. |
|
Анализ характеристик термометров |
3 |
3 балла: Подробно проанализированы преимущества и недостатки каждого типа термометров; выявлены особенности применения в различных условиях; определена скорость реакции на изменение температуры; оценена надежность показаний. 2 балла: Проанализированы основные преимущества и недостатки термометров; отмечены особенности применения; частично оценена скорость реакции и надежность. 1 балл: Анализ преимуществ и недостатков поверхностный; особенности применения описаны фрагментарно. 0 баллов: Отсутствует анализ характеристик термометров или анализ некорректен. |
|
Создание и калибровка термометра |
4 |
4 балла: Самостоятельно создан функциональный жидкостный термометр; проведена точная калибровка по двум и более реперным точкам; построена градуировочная шкала; определена цена деления; оценена погрешность самодельного прибора. 3 балла: Создан функциональный термометр; проведена калибровка по двум точкам; построена шкала; оценена приблизительная погрешность. 2 балла: Создан термометр с ограниченной функциональностью; проведена простая калибровка; шкала неточная. 1 балл: Попытка создания термометра с существенными недостатками; калибровка отсутствует или некорректна. 0 баллов: Термометр не создан или нефункционален. |
|
Представление результатов |
3 |
3 балла: Результаты представлены в формате наглядных таблиц и графиков; данные систематизированы; сделаны четкие выводы о сравнительной точности термометров; представлены рекомендации по применению различных типов термометров для конкретных задач. 2 балла: Результаты представлены в таблицах; данные в целом систематизированы; сделаны основные выводы о точности термометров. 1 балл: Представление результатов фрагментарное; данные систематизированы частично; выводы поверхностные. 0 баллов: Результаты не представлены в структурированном виде; отсутствуют выводы. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Эксперименты по изучению внутренней энергии и теплопередачи
Задача "Исследование процессов теплообмена между телами"
Учащиеся исследуют процесс теплообмена между телами разной массы и температуры. Для эксперимента используются калориметр, наборы металлических цилиндров (алюминий, медь, сталь) одинаковой массы, термометры, нагреватель.
Нагретые до определенной температуры цилиндры последовательно погружают в калориметр с холодной водой. Измеряют начальную и конечную температуру воды и цилиндра, вычисляют количество переданной теплоты, определяют удельную теплоемкость металлов, строят графики изменения температуры.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать цилиндры с тактильной маркировкой (разная текстура поверхности для разных металлов); термометры со звуковой индикацией; обеспечить шаблоны для построения графиков на рельефной бумаге.
- Для учащихся с нарушениями слуха: предоставить письменные инструкции и использовать визуальные сигналы для обозначения времени измерений; применять световую индикацию для термометров.
- Для учащихся с особенностями моторного развития: предусмотреть специальные держатели для цилиндров и термометров; использовать устойчивые калориметры с широким основанием; применять безопасные нагреватели с автоматическим отключением.
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра: обеспечить предсказуемость процедуры эксперимента; минимизировать сенсорные раздражители; предоставить возможность отслеживать изменения на цифровых приборах.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Калориметр подготовлен с соблюдением всех требований (теплоизоляция, точное измерение массы воды); металлические цилиндры правильно идентифицированы и нагреты до заданной температуры с минимальными потерями тепла; термометры откалиброваны и установлены корректно; все измерительные приборы подготовлены для точного снятия показаний. 2 балла: Калориметр подготовлен с базовой теплоизоляцией; цилиндры нагреты, но с некоторыми потерями тепла при переносе; термометры установлены корректно; основные измерительные приборы подготовлены. 1 балл: Калориметр подготовлен с недостаточной теплоизоляцией; нагрев цилиндров проведен с существенными потерями тепла; погрешности в установке приборов. 0 баллов: Калориметр не обеспечивает необходимой изоляции; нагрев цилиндров произведен некорректно; приборы установлены неправильно. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Точно измерены начальные температуры воды и каждого цилиндра; погружение цилиндров в калориметр выполнено с минимальными теплопотерями; измерение конечной температуры произведено после достижения теплового равновесия; эксперимент повторен не менее 3 раз для каждого материала; расчет погрешности измерений выполнен корректно. 3 балла: Измерены начальные и конечные температуры; погружение выполнено с незначительными теплопотерями; измерение конечной температуры произведено близко к точке теплового равновесия; эксперимент повторен 2 раза для каждого материала. 2 балла: Базовые измерения проведены, но с некоторыми неточностями; существенные теплопотери при переносе цилиндров; недостаточное время для установления теплового равновесия; эксперимент проведен однократно. 1 балл: Значительные неточности в измерениях; не учтены потери тепла; преждевременное снятие показаний конечной температуры. 0 баллов: Измерения проведены некорректно или не в полном объеме. |
|
Расчеты и обработка данных |
4 |
4 балла: Правильно вычислено количество переданной теплоты для каждого эксперимента; точно определена удельная теплоемкость всех металлов с учетом теплоемкости калориметра; рассчитана относительная погрешность измерений; проведено сравнение полученных значений с табличными; построены аккуратные графики изменения температуры с течением времени. 3 балла: Вычислено количество переданной теплоты; определена удельная теплоемкость металлов с учетом основных факторов; построены графики изменения температуры. 2 балла: Базовые расчеты выполнены с некоторыми неточностями; частичный учет теплоемкости калориметра; графики построены с погрешностями. 1 балл: Существенные ошибки в расчетах; не учтена теплоемкость калориметра; графики отсутствуют или содержат серьезные ошибки. 0 баллов: Расчеты не выполнены или выполнены неверно. |
|
Анализ результатов |
3 |
3 балла: Проведен глубокий анализ зависимости скорости теплообмена от материала цилиндра; выявлены факторы, влияющие на процесс теплопередачи; объяснены различия в теплоемкости разных металлов на молекулярном уровне; проанализированы возможные источники погрешностей и их влияние на результаты. 2 балла: Проанализирована зависимость скорости теплообмена от материала; отмечены основные факторы, влияющие на процесс; дано базовое объяснение различий в теплоемкости; указаны основные источники погрешностей. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; ограниченное объяснение различий в теплоемкости; минимальное рассмотрение погрешностей. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Практическое применение |
3 |
3 балла: Предложены конкретные практические примеры применения полученных знаний о теплообмене в технике, строительстве и повседневной жизни; разработаны рекомендации по эффективному использованию различных материалов для теплоизоляции или теплопередачи; продемонстрирована связь между теоретическими знаниями и практическими приложениями. 2 балла: Приведены основные примеры практического применения знаний о теплообмене; предложены общие рекомендации по использованию материалов; установлена связь с практикой. 1 балл: Приведены отдельные примеры практического применения без детализации; поверхностная связь с практикой. 0 баллов: Отсутствуют примеры практического применения или они некорректны. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Конвекция и тепловое излучение в практических заданиях
Задача "Визуализация и исследование различных видов теплопередачи"
Учащиеся исследуют процессы конвекции и теплового излучения через серию наблюдений и экспериментов. Для демонстрации конвекции используется установка с водой и краской: в сосуд с холодной водой на дно помещается небольшой источник тепла (свеча в водонепроницаемой оболочке), рядом с которым размещены кристаллы красителя. При нагревании наблюдается движение окрашенной воды вверх, формирование конвекционных потоков.
Для исследования теплового излучения используются две одинаковые металлические банки – одна покрыта черной матовой краской, другая – белой глянцевой. Банки наполняются горячей водой одинаковой температуры, и через равные промежутки времени измеряется температура воды в обеих банках. Строятся графики охлаждения, делаются выводы о влиянии цвета и текстуры поверхности на интенсивность теплового излучения.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать термокамеру или термобумагу для визуализации теплового излучения; предусмотреть тактильные модели конвекционных потоков; работать с объемными графиками температурных изменений.
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями: упростить эксперимент – исследовать только один вид теплопередачи; использовать наглядные аналогии из повседневной жизни; предоставить пошаговые карточки с иллюстрациями.
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата: обеспечить устойчивую установку с надежной фиксацией сосудов; предусмотреть возможность дистанционного измерения температуры; использовать легкодоступные кнопки управления.
- Для учащихся с сенсорной чувствительностью: предупреждать о возможных изменениях температуры; использовать безопасные температурные диапазоны; обеспечить защитные перчатки и очки при необходимости.
- Для всех учащихся: обеспечить строгое соблюдение техники безопасности при работе с источниками тепла; предусмотреть альтернативные варианты визуализации через компьютерное моделирование.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Установка и проведение эксперимента по конвекции |
4 |
4 балла: Экспериментальная установка собрана с точным соблюдением всех параметров; расположение источника тепла и красителя оптимально для наблюдения конвекционных потоков; обеспечена безопасность при работе с источником тепла; процесс наблюдения организован систематически с фиксацией всех стадий формирования потоков; проведено не менее 3 повторений с вариацией параметров. 3 балла: Установка собрана корректно; расположение компонентов позволяет наблюдать конвекционные потоки; соблюдены основные правила безопасности; наблюдение проведено с фиксацией основных стадий; эксперимент повторен 1-2 раза. 2 балла: Установка функциональна, но имеет недостатки; наблюдение конвекционных потоков затруднено из-за неоптимального расположения компонентов; основные правила безопасности соблюдены; фиксация стадий процесса неполная; отсутствуют повторные эксперименты. 1 балл: Существенные недостатки в сборке установки; конвекционные потоки наблюдаются с трудом; имеются нарушения правил безопасности; фиксация результатов фрагментарная. 0 баллов: Установка не функциональна или собрана неправильно; конвекционные потоки не наблюдаются; грубые нарушения техники безопасности. |
|
Проведение эксперимента по тепловому излучению |
4 |
4 балла: Методически верно подготовлены две идентичные банки с различным покрытием; температура воды и объем точно выверены и одинаковы для обеих банок; измерения температуры проводятся систематически через равные промежутки времени с высокой точностью; учтены все внешние факторы, способные повлиять на эксперимент; данные фиксируются в структурированном виде с указанием времени измерения. 3 балла: Банки подготовлены с незначительными различиями в параметрах; начальная температура воды практически одинакова; измерения проводятся регулярно; основные внешние факторы учтены; данные фиксируются систематически. 2 балла: Заметные различия в параметрах банок; начальная температура воды имеет расхождения; измерения проводятся с нерегулярными интервалами; некоторые внешние факторы не учтены; фиксация данных недостаточно структурирована. 1 балл: Существенные различия в параметрах экспериментальных объектов; значительные расхождения в начальных условиях; нерегулярные и неточные измерения; большинство внешних факторов не учтены. 0 баллов: Параметры банок несопоставимы; начальные условия критически различаются; измерения проведены некорректно или отсутствуют. |
|
Обработка данных и построение графиков |
3 |
3 балла: Данные систематизированы в подробные таблицы с указанием всех необходимых параметров; построены точные графики охлаждения для обеих банок в единой системе координат; графики имеют все необходимые обозначения (оси, единицы измерения, легенда); выполнен расчет скорости охлаждения для разных интервалов времени; проведена статистическая обработка результатов с определением погрешностей. 2 балла: Данные представлены в таблицах с основными параметрами; построены графики охлаждения с необходимыми обозначениями; рассчитана общая скорость охлаждения; базовая оценка погрешностей. 1 балл: Данные представлены частично или неструктурированно; графики построены с ошибками или недостаточными обозначениями; расчеты скорости охлаждения выполнены с погрешностями или отсутствуют. 0 баллов: Данные не обработаны или обработаны некорректно; графики отсутствуют или содержат грубые ошибки; расчеты не выполнены. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Проведен всесторонний анализ результатов обоих экспериментов; сформулированы четкие выводы о закономерностях конвекции и теплового излучения; установлена точная зависимость между цветом, текстурой поверхности и интенсивностью теплового излучения; объяснены физические принципы наблюдаемых явлений; предложены объяснения возможных отклонений от теоретических предсказаний; указаны источники погрешностей и их влияние на результаты. 2 балла: Проведен базовый анализ результатов; сформулированы основные выводы о наблюдаемых закономерностях; установлена связь между свойствами поверхности и тепловым излучением; описаны основные физические принципы; указаны некоторые источники погрешностей. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; выводы недостаточно обоснованы или неполны; связь между параметрами и наблюдаемыми явлениями установлена частично; физические принципы описаны неточно; источники погрешностей не проанализированы. 0 баллов: Анализ отсутствует или некорректен; выводы не соответствуют полученным результатам или отсутствуют; физические принципы не объяснены. |
|
Практическое применение знаний |
3 |
3 балла: Предложены и подробно описаны не менее пяти конкретных примеров практического применения изученных видов теплопередачи в технике, строительстве, быту и природе; установлены четкие связи между наблюдаемыми в эксперименте явлениями и технологическими решениями; разработаны обоснованные рекомендации по эффективному использованию конвекции и теплового излучения; предложены оригинальные идеи для решения практических задач на основе изученных явлений. 2 балла: Приведены 3-4 примера практического применения изученных видов теплопередачи; установлены основные связи между экспериментом и технологическими решениями; предложены общие рекомендации по использованию изученных явлений. 1 балл: Приведены 1-2 примера практического применения; связи с технологическими решениями поверхностны; рекомендации по применению неконкретны или отсутствуют. 0 баллов: Примеры практического применения отсутствуют или неуместны; связи с реальными технологиями не установлены. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
- Экспериментальные задачи по агрегатным состояниям вещества
Исследование процессов плавления и отвердевания
Задача "Изучение температурной зависимости при фазовых переходах кристаллических и аморфных тел"
В данном эксперименте учащиеся исследуют процессы плавления и отвердевания различных веществ, а также сравнивают особенности фазовых переходов у кристаллических и аморфных тел. Для работы потребуются: электрическая плитка с регулятором мощности, металлический стакан, термометр (0-150°C), секундомер, образцы веществ (парафин, лед, шоколад, сливочное масло), штатив с держателем для термометра, весы, лабораторный журнал.
Эксперимент проводится в несколько этапов:
1. Измерение начальной температуры твердого образца.
2. Нагревание образца с фиксацией температуры через равные промежутки времени (30 сек).
3. Построение графика зависимости температуры от времени при нагревании.
4. После полного плавления – отключение нагрева и измерение температуры при остывании и отвердевании.
5. Построение графика остывания и отвердевания.
6. Сравнение графиков для разных веществ, выявление участков постоянной температуры (плато) у кристаллических веществ и их отсутствия у аморфных тел.
Особое внимание уделяется анализу полученных графиков и выявлению физической сути наблюдаемых явлений – температуры плавления, скрытой теплоты плавления, переохлаждения при кристаллизации.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать термометры со звуковой индикацией или с тактильной шкалой
Применять таймеры с звуковым сигналом через равные промежутки времени
Предусмотреть тактильные графики на специальной бумаге для анализа результатов
Работа в парах, где партнер вербально описывает наблюдаемые изменения состояния вещества
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные письменные инструкции с иллюстрациями
Использовать визуальные таймеры с яркой индикацией
Применять цветовую кодировку для различных фаз эксперимента
Обеспечить карточки с ключевыми терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивые, нескользящие подставки для оборудования
Использовать держатели и фиксаторы для термометров и пробирок
Предусмотреть альтернативные способы записи данных (диктофон, планшет)
При необходимости использовать адаптированные нагревательные приборы с дистанционным управлением
- Для учащихся с особенностями интеллектуального развития:
Упростить протокол эксперимента – сосредоточиться на одном веществе
Использовать визуальные подсказки для каждого этапа работы
Предоставить готовые таблицы для внесения результатов
Применять аналогии из повседневной жизни для объяснения наблюдаемых явлений
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Оборудование подготовлено с точным соблюдением требований; образцы веществ отобраны в нужном количестве и измерены с высокой точностью; термометр правильно закреплен в штативе для обеспечения точных измерений; регулятор мощности нагрева настроен оптимально; все необходимые таблицы для фиксации данных подготовлены в лабораторном журнале. 2 балла: Оборудование подготовлено корректно; образцы веществ отмерены; термометр закреплен в рабочем положении; регулятор мощности настроен; подготовлена базовая форма записи результатов. 1 балл: Оборудование подготовлено с недочетами; неточности в измерении массы образцов; нестабильное положение термометра; субоптимальные настройки нагрева; неполная подготовка форм для записи результатов. 0 баллов: Существенные ошибки в подготовке оборудования; отсутствие необходимых измерений массы образцов; ненадежное крепление термометра; неправильная настройка нагрева; отсутствие форм для фиксации данных. |
|
Проведение нагрева и измерений |
4 |
4 балла: Систематические измерения температуры проведены точно через указанные интервалы времени; обеспечено равномерное нагревание образца; зафиксированы все ключевые моменты фазового перехода; проведены точные измерения для различных образцов с соблюдением идентичных условий эксперимента; выполнено не менее 3 повторений для каждого вещества для повышения достоверности результатов. 3 балла: Измерения температуры проведены регулярно с минимальными отклонениями от временных интервалов; обеспечено достаточно равномерное нагревание; зафиксированы основные моменты фазового перехода; соблюдены сходные условия для разных образцов; выполнено 2 повторения для каждого вещества. 2 балла: Измерения проведены с заметными отклонениями от равных интервалов; нагревание недостаточно равномерное; зафиксированы не все ключевые моменты перехода; условия эксперимента для разных образцов различаются; выполнено по одному измерению для каждого вещества. 1 балл: Значительные нарушения временных интервалов при измерениях; неравномерное нагревание; пропущены важные моменты фазового перехода; существенные различия в условиях эксперимента для разных веществ. 0 баллов: Хаотичные измерения или их отсутствие; критические ошибки в процессе нагревания; отсутствие фиксации ключевых моментов фазового перехода. |
|
Измерения при охлаждении и отвердевании |
4 |
4 балла: Методически верная организация процесса охлаждения с минимизацией внешних воздействий; точная и регулярная фиксация температуры через равные промежутки времени; особое внимание уделено моменту начала кристаллизации с высокой частотой измерений в этот период; выявлены и зафиксированы эффекты переохлаждения (если присутствуют); для всех веществ обеспечены идентичные условия охлаждения. 3 балла: Грамотная организация процесса охлаждения; регулярная фиксация температуры; повышенное внимание к моменту кристаллизации; отмечены основные особенности процесса для разных веществ; обеспечены сходные условия охлаждения для всех образцов. 2 балла: Базовая организация процесса охлаждения; измерения температуры с некоторыми пропусками; недостаточное внимание к процессу кристаллизации; частичная фиксация особенностей разных веществ; условия охлаждения различаются для разных образцов. 1 балл: Существенные недостатки в организации охлаждения; нерегулярные измерения температуры с большими интервалами; ключевые моменты кристаллизации пропущены; минимальное внимание к особенностям разных веществ. 0 баллов: Отсутствие системы в измерениях при охлаждении; критические пропуски данных; отсутствие наблюдений за процессом кристаллизации. |
|
Обработка результатов и построение графиков |
3 |
3 балла: Данные структурированы в детальных таблицах с указанием всех необходимых параметров; построены точные графики зависимости температуры от времени для процессов нагревания и охлаждения всех исследованных веществ; графики выполнены в едином масштабе для корректного сравнения; четко выделены участки фазовых переходов; все графики имеют полные обозначения осей, единицы измерения и легенды; проведен расчет скрытой теплоты плавления (где применимо). 2 балла: Данные организованы в таблицы с основными параметрами; построены графики для процессов нагревания и охлаждения; обозначены основные участки фазовых переходов; графики содержат необходимые обозначения; выполнены базовые расчеты. 1 балл: Неполная структуризация данных; графики построены с погрешностями или недостаточными обозначениями; нечеткое выделение участков фазовых переходов; минимальные расчеты или их отсутствие. 0 баллов: Отсутствие структурированных данных; графики не построены или содержат критические ошибки; расчеты отсутствуют. |
|
Сравнительный анализ и выводы |
3 |
3 балла: Проведен глубокий сравнительный анализ поведения кристаллических и аморфных веществ при фазовых переходах; научно обоснованы причины наличия температурного плато у кристаллических веществ и его отсутствия у аморфных; детально объяснены физические процессы, происходящие на молекулярном уровне при плавлении и отвердевании; выявлены и объяснены эффекты переохлаждения; сформулированы четкие выводы о скрытой теплоте плавления и ее связи с межмолекулярными силами; проанализированы источники погрешностей в эксперименте. 2 балла: Проведен основной сравнительный анализ кристаллических и аморфных веществ; объяснены основные различия в их поведении при фазовых переходах; даны базовые объяснения физических процессов на молекулярном уровне; отмечены явления переохлаждения; сформулированы выводы о скрытой теплоте плавления; указаны основные источники погрешностей. 1 балл: Поверхностное сравнение веществ; ограниченное объяснение различий между кристаллическими и аморфными телами; неполное описание физических процессов; отсутствие или некорректное объяснение явления переохлаждения; неточные выводы о скрытой теплоте плавления. 0 баллов: Отсутствие сравнительного анализа; существенные ошибки в объяснении физических процессов; отсутствие выводов или их некорректность. |
|
Оформление лабораторного отчета |
3 |
3 балла: Отчет структурирован в соответствии со всеми требованиями научного документа; включает детальное описание цели, задач, оборудования и методики; содержит полные и аккуратные таблицы данных для всех образцов; графики выполнены с высоким качеством на миллиметровой бумаге или в компьютерной программе с точными обозначениями; представлены все необходимые расчеты с формулами и пояснениями; выводы логичны, обоснованы и соответствуют полученным результатам; включены ссылки на теоретические источники. 2 балла: Отчет имеет четкую структуру; содержит описание цели, оборудования и методики; включает таблицы данных; графики оформлены аккуратно с основными обозначениями; представлены необходимые расчеты; выводы соответствуют результатам. 1 балл: Отчет имеет базовую структуру; описание методики неполное; таблицы данных с пропусками; графики выполнены неаккуратно или с недостаточными обозначениями; расчеты представлены частично; выводы поверхностные. 0 баллов: Отчет отсутствует или критически не соответствует требованиям; методика не описана; данные не представлены в табличной форме; графики отсутствуют или выполнены некорректно; расчеты и выводы отсутствуют. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Наблюдение и измерение процессов испарения и конденсации
Задача "Исследование факторов, влияющих на скорость испарения жидкости"
В этом эксперименте учащиеся исследуют зависимость скорости испарения жидкости от различных факторов: температуры, площади поверхности, движения воздуха и рода жидкости. Для работы потребуются: несколько одинаковых чашек Петри, различные жидкости (вода, спирт, ацетон), вентилятор, термометр, электронные весы с точностью до 0,1 г, линейка, секундомер, фен (для создания потока теплого воздуха).
Учащиеся наливают одинаковое количество жидкости в чашки Петри и измеряют начальную массу. Затем создают различные условия:
1. Первая чашка оставляется при комнатной температуре без движения воздуха.
2. Вторая помещается на нагреватель (безопасный, с контролируемой температурой).
3. Над третьей создается поток воздуха с помощью вентилятора.
4. В четвертую наливается другая жидкость (спирт или ацетон).
Через равные промежутки времени (например, каждые 5 минут) измеряется масса каждой чашки. На основе полученных данных строятся графики зависимости убыли массы от времени для разных условий, рассчитывается скорость испарения, формулируются выводы о факторах, влияющих на процесс испарения.
Для наблюдения процесса конденсации учащиеся проводят дополнительный эксперимент: над чашкой с горячей водой помещают холодную металлическую поверхность и наблюдают образование капель конденсата, измеряют их количество в зависимости от разницы температур.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать весы с озвучиванием результатов измерений
Применять контрастные индикаторы уровня жидкости
Маркировать чашки с разными условиями тактильными метками
Обеспечить возможность тактильно ощущать конденсат (например, на металлических пластинах)
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предупреждать о возможных сенсорных особенностях эксперимента (запахи летучих жидкостей)
Обеспечить четкую структуру и последовательность действий
Предоставить возможность контролировать процесс – включать/выключать вентилятор
Минимизировать отвлекающие факторы на рабочем месте
- Для учащихся с СДВГ:
Разделить эксперимент на короткие этапы с конкретными задачами
Использовать таймеры и напоминания о необходимости снятия показаний
Предусмотреть активную роль – перемещение от станции к станции для измерений
Обеспечить визуальное отслеживание прогресса эксперимента
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Расположить все оборудование в зоне доступности
Использовать устойчивые поддоны для чашек Петри
Предусмотреть возможность управления вентилятором с помощью адаптированных переключателей
Обеспечить альтернативные способы документирования наблюдений
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Точно отмерено одинаковое количество жидкостей во всех чашках Петри; начальная масса измерена с высокой точностью; все параметры экспериментальных условий (температура, скорость потока воздуха) измерены и зафиксированы; оборудование расположено таким образом, чтобы исключить влияние посторонних факторов. 2 балла: Жидкости отмерены с незначительными отклонениями; начальная масса измерена; основные параметры условий зафиксированы; размещение оборудования учитывает основные требования эксперимента. 1 балл: Заметные отклонения в количестве жидкостей; неточности в измерении начальной массы; неполная фиксация параметров условий; неоптимальное размещение оборудования. 0 баллов: Существенные различия в количестве жидкостей; отсутствие измерений начальной массы; параметры условий не зафиксированы; размещение оборудования не учитывает требования эксперимента. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Систематические измерения массы проведены точно через указанные интервалы времени для всех образцов; обеспечено постоянство экспериментальных условий на протяжении всего опыта; правильно организовано измерение температуры жидкостей и окружающей среды; проведено не менее 6-7 серий измерений для построения точных графиков. 3 балла: Регулярные измерения массы с минимальными отклонениями от заданных интервалов; поддержание основных экспериментальных условий; измерения температуры проведены; выполнено 4-5 серий измерений. 2 балла: Измерения массы проведены с заметными отклонениями от равных интервалов; некоторые изменения условий в ходе эксперимента; неполные измерения температуры; 3-4 серии измерений. 1 балл: Нерегулярные измерения массы; значительные колебания экспериментальных условий; отсутствие или единичные измерения температуры; 1-2 серии измерений. 0 баллов: Хаотичные измерения или их отсутствие; неконтролируемые условия эксперимента. |
|
Исследование конденсации |
3 |
3 балла: Методически верно организован эксперимент по наблюдению конденсации с контролем температур горячей воды и холодной поверхности; точно измерена разница температур; количественно оценено образование конденсата (измерение массы или объема); исследована зависимость интенсивности конденсации от разницы температур (не менее 3 значений). 2 балла: Грамотно организован эксперимент по конденсации; измерены основные температуры; проведена полуколичественная оценка образования конденсата; исследована зависимость от разницы температур (2 значения). 1 балл: Базовая организация эксперимента по конденсации; неполные измерения температур; качественная оценка образования конденсата; минимальное исследование зависимостей. 0 баллов: Неправильная организация эксперимента по конденсации или его отсутствие; отсутствие измерений; отсутствие оценки результатов. |
|
Обработка данных и построение графиков |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в детальных таблицах с указанием всех необходимых параметров; рассчитана скорость испарения для каждого условия; построены точные графики зависимости убыли массы от времени для всех условий в единой системе координат; проведен расчет погрешностей измерений; выполнен количественный анализ влияния каждого фактора на скорость испарения (в процентах или коэффициентах). 3 балла: Данные организованы в таблицы с основными параметрами; рассчитана скорость испарения; построены графики для разных условий; проведена базовая оценка погрешностей; выполнен полуколичественный анализ влияния факторов. 2 балла: Основные данные представлены в таблицах; приблизительный расчет скорости испарения; графики построены с некоторыми неточностями; минимальная оценка погрешностей; качественный анализ влияния факторов. 1 балл: Неполное представление данных; неточные расчеты скорости испарения; графики с существенными ошибками или отсутствуют; отсутствие оценки погрешностей; поверхностный анализ влияния факторов. 0 баллов: Отсутствие систематизации данных; отсутствие расчетов и графиков; отсутствие анализа. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Глубокий анализ зависимости скорости испарения от каждого исследованного фактора; научное объяснение наблюдаемых закономерностей на основе молекулярно-кинетической теории; количественное сравнение влияния разных факторов; выявление и объяснение взаимосвязи между процессами испарения и конденсации; обоснованные выводы о практическом применении полученных знаний. 2 балла: Анализ влияния основных факторов на скорость испарения; базовое объяснение с использованием элементов молекулярно-кинетической теории; качественное сравнение влияния факторов; установление связи между испарением и конденсацией; выводы о практическом применении. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; неполное теоретическое объяснение; минимальное сравнение влияния факторов; слабо установленная связь между процессами; ограниченные выводы о практическом применении. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы; ошибочное теоретическое объяснение; отсутствие сравнения и установления взаимосвязей. |
|
Научная коммуникация и представление результатов |
3 |
3 балла: Результаты представлены в форме целостного научного отчета с логически структурированными разделами; использована корректная научная терминология; графики и таблицы оформлены в соответствии с научными стандартами; четко сформулированы гипотезы, методика, результаты и выводы; даны рекомендации по практическому применению полученных знаний; предложены идеи для дальнейших исследований. 2 балла: Результаты представлены в структурированной форме; использована основная научная терминология; графики и таблицы оформлены аккуратно; обозначены основные элементы научного исследования; указаны некоторые практические применения. 1 балл: Базовое представление результатов; ограниченное использование научной терминологии; неполное оформление графиков и таблиц; фрагментарное описание элементов исследования; минимальное указание на практические применения. 0 баллов: Неструктурированное представление результатов или его отсутствие; некорректное использование терминологии; отсутствие или критические ошибки в оформлении; отсутствие описания элементов научного исследования. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Определение удельной теплоты плавления и парообразования
Задача "Экспериментальное определение удельной теплоты плавления льда"
В данном эксперименте учащиеся определяют удельную теплоту плавления льда, используя калориметрический метод. Для работы потребуются: калориметр, электронные весы, термометр, кусочки льда, фильтровальная бумага, секундомер, мерный цилиндр, нагреватель известной мощности.
Эксперимент проводится следующим образом:
1. В калориметр наливается измеренное количество воды и определяется ее температура.
2. Лед взвешивается, обсушивается фильтровальной бумагой и помещается в калориметр.
3. Вода с льдом перемешивается до полного таяния льда, после чего измеряется конечная температура смеси.
4. По формуле теплового баланса рассчитывается удельная теплота плавления льда, учитывая, что теплота, отданная водой, идет на нагревание льда до 0°C и его плавление.
Для повышения точности эксперимент повторяется несколько раз с разными массами льда, рассчитывается среднее значение и определяется погрешность.
Альтернативный метод: определение удельной теплоты плавления с помощью электронагревателя известной мощности, что позволяет точнее контролировать подводимое количество теплоты.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Калориметр подготовлен с минимальными теплопотерями; точно измерены масса и температура воды; лед правильно подготовлен, взвешен и обсушен. 2 балла: Калориметр подготовлен; измерены основные параметры; лед взвешен с небольшими погрешностями. 1 балл: Значительные неточности в подготовке; недостаточная теплоизоляция; неполные измерения. 0 баллов: Критические ошибки в подготовке; отсутствие необходимых измерений. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Лед помещен в калориметр с минимальными теплопотерями; обеспечено равномерное перемешивание; точно определен момент полного таяния; финальная температура измерена после установления теплового равновесия; эксперимент повторен не менее 3 раз. 3 балла: Минимальные потери при помещении льда; достаточное перемешивание; корректное измерение финальной температуры; 2-3 повторения. 2 балла: Заметные теплопотери; недостаточное перемешивание; преждевременное измерение температуры; 1-2 повторения. 1 балл: Существенные теплопотери; неравномерное перемешивание; некорректные измерения; отсутствие повторений. 0 баллов: Критические ошибки в проведении эксперимента. |
|
Расчеты и обработка данных |
4 |
4 балла: Уравнение теплового баланса составлено корректно с учетом всех процессов; точно рассчитана удельная теплота плавления; определена абсолютная и относительная погрешность; проведено сравнение с табличным значением; проанализированы источники погрешностей. 3 балла: Верное уравнение теплового баланса; корректный расчет удельной теплоты; базовая оценка погрешности; сравнение с табличным значением. 2 балла: Уравнение с незначительными неточностями; расчеты с погрешностями; минимальная оценка точности результата. 1 балл: Существенные ошибки в уравнении; неточные расчеты; отсутствие оценки погрешности. 0 баллов: Неверное уравнение или отсутствие расчетов. |
|
Альтернативный метод |
3 |
3 балла: Корректно организован эксперимент с электронагревателем; точно измерены мощность, время нагрева и масса льда; учтены теплопотери; результаты сопоставлены с основным методом. 2 балла: Грамотная организация эксперимента; измерены основные параметры; частичный учет теплопотерь; проведено сравнение результатов. 1 балл: Базовая организация с недочетами; неполные измерения; минимальное сопоставление результатов. 0 баллов: Существенные ошибки в методике; отсутствие необходимых измерений. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Глубокий анализ полученных результатов; научное объяснение физических процессов; качественная оценка точности методов; обоснованные рекомендации по улучшению эксперимента. 2 балла: Анализ основных результатов; корректное объяснение процессов; базовая оценка точности; общие рекомендации. 1 балл: Поверхностный анализ; неполное объяснение; минимальная оценка точности. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Научный отчет |
3 |
3 балла: Структурированный отчет со всеми разделами; корректное использование научной терминологии; качественное оформление графиков и таблиц; полное описание методики, расчетов и выводов. 2 балла: Четкая структура; основная терминология; аккуратные таблицы; описание основных элементов работы. 1 балл: Базовая структура; ограниченная терминология; неполное оформление; фрагментарное описание. 0 баллов: Неструктурированный отчет или его отсутствие. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Задача "Исследование удельной теплоты парообразования воды"
В этом эксперименте учащиеся определяют удельную теплоту парообразования воды путем измерения количества теплоты, необходимого для превращения воды в пар. Для работы потребуются: электрический нагреватель известной мощности, термометр, секундомер, весы, мерный стакан, теплоизолированный сосуд.
Эксперимент включает следующие этапы:
1. В сосуд наливается измеренное количество воды комнатной температуры.
2. Включается нагреватель и фиксируется время нагрева воды до кипения.
3. Продолжается нагрев в течение определенного времени, вода кипит и превращается в пар.
4. По окончании эксперимента измеряется оставшееся количество воды.
5. Рассчитывается масса испарившейся воды и количество теплоты, затраченное на ее испарение (с учетом мощности нагревателя и времени кипения).
6. Определяется удельная теплота парообразования как отношение затраченной теплоты к массе испарившейся воды.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать говорящие весы и термометры
Обеспечить тактильную дифференциацию инструментов
Предусмотреть звуковую сигнализацию начала кипения
Работать в паре с ассистентом для безопасной работы с горячими жидкостями
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить расчеты, предоставляя готовые формулы с пояснениями
Использовать пошаговые инструкционные карты с иллюстрациями
Предусмотреть шаблоны для записи результатов и вычислений
Применять цветовое кодирование для обозначения различных этапов эксперимента
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные письменные инструкции
Использовать световую индикацию для таймеров и термометров
Применять визуальные сигналы для обозначения начала кипения
Демонстрировать этапы эксперимента с помощью видеозаписей с субтитрами
- Для всех учащихся:
Обеспечить строгое соблюдение техники безопасности при работе с горячими жидкостями и паром
Предусмотреть защитные экраны, термостойкие перчатки и очки
Использовать устойчивое оборудование с защитой от опрокидывания
Для учащихся, не способных безопасно работать с нагревом, предусмотреть альтернативные роли (ведение протокола, выполнение расчетов) или использование компьютерных симуляций
- Для учащихся с выраженными двигательными нарушениями:
Предусмотреть возможность работы с виртуальными лабораториями, моделирующими процессы плавления и парообразования
Обеспечить дистанционное управление нагревательными приборами
Использовать закрепленное на штативах оборудование, не требующее точных манипуляций
Обеспечить роль аналитика данных, работающего с результатами, полученными другими участниками эксперимента
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Сосуд подготовлен с эффективной теплоизоляцией; точно измерены масса/объем воды и её начальная температура; корректно установлен нагреватель с известной мощностью. 2 балла: Сосуд с базовой теплоизоляцией; измерены основные параметры воды; нагреватель установлен правильно. 1 балл: Недостаточная теплоизоляция; неточности в измерениях; проблемы с установкой нагревателя. 0 баллов: Отсутствие теплоизоляции; критические ошибки в измерениях и установке. |
|
Процесс нагрева и кипения |
4 |
4 балла: Точно зафиксировано время начала нагрева, момент закипания и общая продолжительность кипения; обеспечен равномерный нагрев; минимизированы потери пара; режим кипения поддерживался стабильным; измерения повторены 3 и более раз. 3 балла: Основные временные точки зафиксированы точно; достаточно равномерный нагрев; приемлемые потери пара; 2-3 повторения эксперимента. 2 балла: Неточности в фиксации временных параметров; неравномерный нагрев; заметные потери пара; 1-2 повторения. 1 балл: Существенные ошибки в измерении времени; нестабильный режим нагрева; значительные потери пара; отсутствие повторений. 0 баллов: Критические ошибки в проведении процесса или отсутствие необходимых измерений. |
|
Измерения и расчеты |
4 |
4 балла: Точно измерена масса испарившейся воды; корректно рассчитано количество теплоты с учетом всех факторов (мощность нагревателя, время кипения, потери тепла); правильно определена удельная теплота парообразования; рассчитаны абсолютная и относительная погрешности; результат сравнен с табличным значением. 3 балла: Корректное измерение массы испарившейся воды; верный расчет количества теплоты с учетом основных факторов; правильное определение удельной теплоты; базовая оценка погрешности. 2 балла: Неточности в измерении массы; расчет теплоты с некоторыми упрощениями; приблизительное определение удельной теплоты; минимальная оценка погрешности. 1 балл: Существенные ошибки в измерениях; неполный расчет теплоты; значительные неточности в определении удельной теплоты; отсутствие оценки погрешности. 0 баллов: Отсутствие или критически неверные измерения и расчеты. |
|
Анализ результатов |
3 |
3 балла: Глубокий анализ полученного значения удельной теплоты парообразования; научное объяснение процесса с точки зрения молекулярно-кинетической теории; детальное обсуждение источников погрешностей; обоснованные предложения по улучшению методики. 2 балла: Базовый анализ полученного значения; корректное объяснение физических основ процесса; указание основных источников погрешностей; некоторые предложения по улучшению. 1 балл: Поверхностный анализ результата; неполное объяснение физических основ; минимальное обсуждение погрешностей. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Техника безопасности |
3 |
3 балла: Строгое соблюдение всех правил безопасности при работе с нагревательными приборами, горячими жидкостями и паром; использование защитных средств; рациональная организация рабочего места для минимизации рисков; правильное обращение с электрооборудованием. 2 балла: Соблюдение основных правил безопасности; использование базовых защитных средств; относительно безопасная организация рабочего места. 1 балл: Минимальное соблюдение правил безопасности; недостаточное использование защитных средств; небезопасная организация рабочего места. 0 баллов: Грубые нарушения техники безопасности или игнорирование защитных мер. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Раздел 3. Электрические явления
- Экспериментальные задачи по электростатике
Исследование электрических зарядов и их взаимодействия
Задача "Создание и обнаружение электрических зарядов различными способами"
В этом эксперименте учащиеся исследуют способы электризации тел и наблюдают взаимодействие одноименных и разноименных зарядов. Работа включает несколько этапов:
1. Изготовление простейшего электроскопа из стеклянной банки, проволоки и алюминиевой фольги.
2. Электризация различных предметов трением (пластмассовая и стеклянная палочки, эбонитовая палочка, шерстяная и шелковая ткани).
3. Наблюдение за отклонением листочков электроскопа при поднесении заряженных тел.
4. Определение знака заряда: приближение палочки с известным знаком заряда к заряженному электроскопу.
5. Исследование притяжения и отталкивания заряженных легких предметов (шарики из пенопласта, бумажные полоски).
6. Наблюдение взаимодействия через диэлектрики разной толщины.
Ключевые наблюдения: разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются; интенсивность взаимодействия зависит от величины зарядов и расстояния между телами; диэлектрики не препятствуют электростатическому взаимодействию.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать электроскоп с увеличенными листочками и звуковой индикацией
Применять контрастные материалы (черный эбонит, яркие пластиковые предметы)
Создать тактильные маркеры для обозначения положительного и отрицательного зарядов
Предусмотреть возможность ощущать электростатические эффекты через прикосновение к слабозаряженным объектам (безопасным для контакта)
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить подробные письменные инструкции с иллюстрациями
Использовать визуальную индикацию наличия заряда (светодиоды на электроскопе)
Применять видеодемонстрации с субтитрами для объяснения невидимых процессов
Обеспечить карточки с терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Использовать устойчивые подставки для заряжаемых предметов
Предусмотреть приспособления для удержания палочек с минимальным усилием
Размещать электроскоп на оптимальной высоте для наблюдения
Применять более крупные объекты для электризации, удобные для захвата
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Упростить эксперимент до наблюдения основных эффектов (притяжение-отталкивание)
Использовать яркие демонстрационные материалы с четкими визуальными эффектами
Структурировать работу в виде последовательных мини-задач
Применять аналогии с магнитным взаимодействием, если оно уже знакомо учащимся
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Изготовление электроскопа |
3 |
3 балла: Корректно собран функциональный электроскоп с высокой чувствительностью; обеспечена надежная изоляция проводника; листочки правильно подвешены и свободно движутся; корпус заземлен. 2 балла: Собран работоспособный электроскоп с достаточной чувствительностью; основные элементы установлены правильно. 1 балл: Электроскоп с ограниченной функциональностью; проблемы с чувствительностью или изоляцией. 0 баллов: Неработоспособный электроскоп или отсутствие сборки. |
|
Электризация предметов |
4 |
4 балла: Освоены различные способы электризации; достигнут стабильный заряд разных знаков; проведена электризация разнообразных материалов; выявлены оптимальные комбинации материалов для получения зарядов; реализована количественная оценка заряда через отклонение листочков. 3 балла: Успешно применены основные способы электризации; получены заряды разных знаков; проведены опыты с разными материалами. 2 балла: Базовое освоение методов электризации; неустойчивые результаты; ограниченный набор материалов. 1 балл: Минимальное достижение электризации; непоследовательные результаты. 0 баллов: Неудачные попытки электризации или отсутствие экспериментов. |
|
Наблюдение и анализ взаимодействий |
4 |
4 балла: Систематические наблюдения всех видов электростатических взаимодействий; точная идентификация знаков зарядов; количественная оценка силы взаимодействия; изучение зависимости от расстояния; исследование влияния диэлектриков разной толщины; формулировка корректных выводов. 3 балла: Наблюдение основных взаимодействий; определение знаков зарядов; качественная оценка силы взаимодействия; базовое изучение зависимостей. 2 балла: Частичные наблюдения взаимодействий; неполная идентификация зарядов; поверхностное изучение зависимостей. 1 балл: Минимальные наблюдения; неточная идентификация; отсутствие системного анализа. 0 баллов: Отсутствие наблюдений или критические ошибки в интерпретации. |
|
Документирование результатов |
3 |
3 балла: Детальная и систематизированная запись всех наблюдений; схематичные зарисовки опытов; корректные таблицы результатов; формулировка научно обоснованных выводов; соотнесение с законами электростатики. 2 балла: Основные наблюдения зафиксированы; присутствуют схемы опытов; таблица результатов; базовые выводы. 1 балл: Фрагментарные записи; неполные схемы; поверхностные выводы. 0 баллов: Отсутствие документации или критически неполные записи. |
|
Объяснение электрических явлений |
3 |
3 балла: Корректное научное объяснение наблюдаемых явлений; использование электронной теории; объяснение механизма электризации разных материалов; анализ сохранения заряда; установление связи с повседневными электростатическими явлениями. 2 балла: Верное объяснение основных явлений; использование базовых научных понятий; связь с некоторыми практическими примерами. 1 балл: Поверхностное объяснение явлений; неполное использование научной терминологии. 0 баллов: Отсутствие объяснений или некорректные трактовки. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Изучение закона сохранения заряда и закона Кулона
Задача "Экспериментальная проверка закона сохранения электрического заряда"
Учащиеся исследуют закон сохранения электрического заряда с помощью последовательности экспериментов:
1. Два электроскопа соединяются проводником, один из них заряжается. Наблюдается распределение заряда между электроскопами.
2. К заряженному электроскопу прикасаются незаряженным электропроводным предметом. Наблюдается уменьшение отклонения листочков.
3. Два одинаковых электроскопа заряжаются до разных потенциалов (листочки отклоняются на разные углы), затем соединяются проводником. Наблюдается выравнивание зарядов.
4. Проводится количественная оценка: измеряется угол отклонения листочков до и после соединения, делается вывод о распределении заряда.
Во второй части эксперимента учащиеся исследуют зависимость силы взаимодействия заряженных тел от расстояния (закон Кулона):
1. Два небольших заряженных шарика из фольги подвешиваются на изолирующих нитях.
2. Измеряется расстояние между шариками и угол отклонения нитей от вертикали.
3. Расстояние между точками подвеса изменяется, измерения повторяются.
4. Строится график зависимости силы взаимодействия (пропорциональной тангенсу угла отклонения) от обратного квадрата расстояния.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать электроскопы с крупными стрелками или цифровые измерители с озвучиванием
Применять тактильные графики для фиксации результатов
Работать в парах, где партнер описывает наблюдаемые явления
Использовать 3D-модели для объяснения расположения зарядов и сил
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий с ожидаемыми результатами
Минимизировать отвлекающие факторы на рабочем месте
Обеспечить предсказуемость каждого этапа эксперимента
Предусмотреть возможность фотофиксации результатов для последующего анализа
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить эксперимент, фокусируясь на качественных наблюдениях
Использовать аналогии (например, с делением воды между сосудами)
Применять визуальные подсказки для каждого этапа эксперимента
Работать с упрощенными формулами для расчетов
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Разделить эксперимент на логические блоки с промежуточным анализом
Использовать шаблоны для записи данных и построения графиков
Предоставить опорные схемы для формулирования выводов
Применять программные средства для автоматизации расчетов
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Проведение экспериментов по закону сохранения заряда |
4 |
4 балла: Корректно выполнены все эксперименты с высокой точностью измерений; точное соединение электроскопов; систематические наблюдения распределения заряда; количественная оценка зарядов до и после взаимодействия. 2-3 балла: Выполнены основные эксперименты; адекватные измерения; наблюдение основных эффектов распределения заряда. 1 балл: Частичное выполнение экспериментов; неточные измерения; ограниченные наблюдения. 0 баллов: Существенные ошибки в проведении или отсутствие экспериментов. |
|
Исследование закона Кулона |
4 |
4 балла: Методически верная организация экспериментальной установки; точное измерение углов отклонения и расстояний; систематическое изменение параметров; не менее 5 измерений для построения графика; корректный расчет сил. 2-3 балла: Функциональная установка; адекватные измерения основных параметров; 3-4 измерения; базовый расчет сил. 1 балл: Установка с недостатками; неточные измерения; 1-2 точки данных; ошибки в расчетах. 0 баллов: Неработоспособная установка или отсутствие измерений. |
|
Обработка и анализ данных |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в детальных таблицах; построены точные графики с полными обозначениями; проведен расчет погрешностей; установлено соответствие экспериментальных данных теоретическим законам с количественной оценкой. 2-3 балла: Структурированные таблицы; корректные графики; базовая оценка соответствия данных теоретическим законам. 1 балл: Неполные таблицы; графики с недостатками; поверхностный анализ соответствия. 0 баллов: Отсутствие обработки или критические ошибки в анализе. |
|
Формулировка выводов |
4 |
4 балла: Четкие научно обоснованные выводы о законе сохранения заряда и законе Кулона; установление количественных соотношений; корректное объяснение наблюдаемых явлений на основе теории; анализ причин отклонений от теоретических предсказаний. 2-3 балла: Корректные выводы об основных закономерностях; верное качественное объяснение наблюдаемых явлений; указание на соответствие теории. 1 балл: Базовые выводы без детализации; поверхностное объяснение; ограниченное соотнесение с теорией. 0 баллов: Отсутствие выводов или некорректные заключения. |
|
Научный отчет |
4 |
4 балла: Структурированный отчет с полным описанием методики, оборудования, измерений и выводов; корректное использование физической терминологии; качественное оформление графиков и таблиц; приведены формулы с пояснениями; критический анализ результатов. 2-3 балла: Четкая структура отчета с основными элементами; правильная терминология; аккуратные таблицы и графики; основные формулы. 1 балл: Базовая структура; ограниченное использование терминологии; неполное оформление данных; минимальные пояснения. 0 баллов: Неструктурированный отчет или его отсутствие. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
- Экспериментальные задачи по постоянному электрическому току
Сборка и исследование электрических цепей
Задача "Сборка и исследование разветвленной электрической цепи"
В этой экспериментальной работе учащиеся создают разветвленную электрическую цепь с различными элементами и исследуют распределение токов и напряжений. Необходимое оборудование: источник питания постоянного тока (безопасного напряжения), набор проводников, лампочки разной мощности, ключи, амперметры, вольтметры, переменные резисторы.
Учащиеся собирают цепь по предложенной схеме, включающей:
- Главную ветвь с источником питания и регулируемым резистором
- Несколько параллельных ветвей с различными потребителями (лампочки, резисторы)
- Точки для измерения токов и напряжений на различных участках
Задачи исследования:
1. Измерение силы тока в каждой ветви и проверка первого правила Кирхгофа
2. Измерение напряжений на параллельных участках
3. Исследование влияния изменения сопротивления одной из ветвей на токи в других ветвях
4. Создание короткого замыкания (через ограничительный резистор) и наблюдение за перераспределением токов
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать крупные комплектующие с тактильными метками
Применять звуковую индикацию наличия тока (зуммеры разной тональности для разных величин)
Предоставить рельефные схемы электрических цепей
Работать с амперметрами и вольтметрами со звуковым сопровождением показаний
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные печатные инструкции с иллюстрациями
Использовать световую индикацию различных режимов работы
Предусмотреть визуальные аналоги звуковых сигналов (светодиоды разной яркости)
Обеспечить карточки с ключевыми терминами и формулами
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Использовать магнитные конструкторы для сборки схем
Применять крупные элементы управления (ключи, регуляторы)
Предусмотреть специальные держатели для измерительных приборов
Обеспечить устойчивые подставки для оборудования
- Для учащихся с когнитивными особенностями:
Разделить схему на простые блоки с последовательным усложнением
Использовать цветовое кодирование для разных элементов цепи
Предоставить пошаговые карточки с проверкой каждого этапа
Применять аналогии с течением воды для объяснения процессов
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Правильность сборки электрической цепи |
5 |
5 – Цепь собрана полностью в соответствии со схемой, все элементы подключены правильно, измерительные приборы включены корректно. 4 – Цепь собрана верно, но есть небольшие неточности в подключении измерительных приборов. 3 – Цепь собрана с ошибками, но основная структура сохранена, и она функциональна. 2 – В сборке цепи допущены серьезные ошибки, влияющие на работоспособность. 1 – Цепь собрана неправильно и не функционирует. |
|
Проведение измерений |
3 |
3 – Все измерения проведены методически правильно, значения тока и напряжения зафиксированы для всех требуемых участков цепи с соблюдением единиц измерения. 2 – Измерения проведены с небольшими методическими ошибками или не для всех участков цепи. 1 – Измерения проведены с существенными ошибками, большинство данных недостоверны. |
|
Проверка правил Кирхгофа |
3 |
3 – Правильно вычислены все токи и напряжения, первое правило Кирхгофа проверено математически для всех узлов схемы с учетом погрешностей измерений. 2 – Правила Кирхгофа проверены, но есть неточности в расчетах или не учтены погрешности. 1 – Проверка правил Кирхгофа проведена формально, не показана взаимосвязь между измеренными величинами. |
|
Исследование влияния изменения параметров |
2 |
2 – Проведено полное исследование влияния изменения сопротивления на токи во всех ветвях, данные систематизированы, изменения зафиксированы количественно. 1 – Влияние изменения параметров исследовано поверхностно, отсутствует систематизация данных. 0 – Исследование влияния параметров отсутствует или проведено некорректно. |
|
Проведение эксперимента с коротким замыканием |
2 |
2 – Эксперимент с коротким замыканием (через ограничительный резистор) проведен методически правильно, зафиксировано и объяснено перераспределение токов. 1 – Эксперимент проведен, но анализ результатов неполный. 0 – Эксперимент проведен некорректно или не проведен. |
|
Обработка и представление результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированных таблиц и графиков, погрешности рассчитаны, выводы соответствуют полученным данным. 1 – Результаты представлены, но отсутствует четкая структура или расчет погрешностей. 0 – Представление результатов отсутствует или выполнено неудовлетворительно. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, все элементы исследования проведены корректно, сделаны правильные выводы.
12-14 баллов – Хорошее выполнение, но имеются отдельные недостатки в измерениях или анализе данных.
9-11 баллов – Средний уровень выполнения, требуется дополнительная работа с анализом результатов.
6-8 баллов – Базовый уровень, есть существенные ошибки в методике или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Недостаточный уровень, необходимо повторное выполнение работы с исправлением методических ошибок.
Изучение закона Ома для участка цепи
Задача "Экспериментальная проверка закона Ома и его границ применимости"
В этом эксперименте учащиеся исследуют зависимость силы тока от напряжения для различных проводников. Необходимое оборудование: источник питания с регулируемым напряжением, амперметр, вольтметр, набор резисторов, металлическая спираль, лампа накаливания, полупроводниковый диод, электролитическая ванна.
Эксперимент проводится в несколько этапов:
1. Сборка цепи с резистором известного сопротивления, проведение измерений тока при различных напряжениях
2. Построение графика зависимости I(U) и определение сопротивления по наклону
3. Повторение измерений с металлической спиралью с учетом ее нагрева
4. Исследование вольт-амперной характеристики лампы накаливания
5. Изучение односторонней проводимости полупроводникового диода
6. Исследование проводимости электролита и выявление отклонений от закона Ома
По результатам строятся графики для разных материалов, формулируются выводы о применимости закона Ома для различных проводников и условий.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать приборы с крупными дисплеями или звуковым оповещением
Применять рельефную бумагу для построения графиков
Предусмотреть тактильно различимые элементы для разных типов проводников
Работать в парах для снятия и записи показаний
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий и ожидаемые результаты
Минимизировать неожиданные эффекты (предупреждать о нагреве проводников)
Структурировать запись данных в виде подготовленных таблиц
Обеспечить возможность работы в спокойной обстановке
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Использовать цифровые измерительные приборы с автоматическим сохранением данных
Применять программное обеспечение для автоматического построения графиков
Предоставить шаблоны для анализа полученных зависимостей
Сосредоточиться на качественной стороне закономерностей
- Для учащихся с СДВГ:
Разделить эксперимент на короткие активные сессии
Чередовать измерения с анализом и обработкой данных
Использовать интерактивные элементы для поддержания интереса
Предоставить возможность движения между разными экспериментальными станциями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Точность сборки экспериментальной установки |
5 |
5 – Цепь собрана безупречно, измерительные приборы включены корректно с учетом их внутреннего сопротивления, все соединения надежны. 4 – Цепь собрана правильно, но присутствуют незначительные неточности в подключении измерительных приборов. 3 – В сборке цепи есть ошибки, не критически влияющие на результаты измерений. 2 – Допущены существенные ошибки в сборке, искажающие результаты эксперимента. 1 – Цепь собрана неправильно, не позволяет получить достоверные данные. |
|
Качество измерений и регистрации данных |
3 |
3 – Измерения проведены систематически для всех типов проводников, данные зафиксированы с указанием погрешностей, соблюдены одинаковые условия для всех опытов. 2 – Измерения проведены для большинства проводников, но отсутствует оценка погрешностей или некоторые условия эксперимента различаются. 1 – Измерения проведены хаотично, данные неполные, отсутствует системный подход. |
|
Построение и анализ графиков |
3 |
3 – Графики построены аккуратно с корректным масштабом, обозначениями осей и единиц измерения, проведен математический анализ зависимостей, рассчитаны коэффициенты. 2 – Графики построены для всех проводников, но присутствуют неточности в масштабировании или отсутствует детальный анализ. 1 – Графики построены небрежно, содержат ошибки или отсутствует их интерпретация. |
|
Исследование нелинейных проводников |
2 |
2 – Детально исследованы ВАХ всех нелинейных проводников (лампа, диод, электролит), выявлены и объяснены отклонения от закона Ома. 1 – Исследованы некоторые нелинейные проводники, но анализ отклонений от закона Ома поверхностный. 0 – Исследование нелинейных проводников отсутствует или проведено некорректно. |
|
Учет влияния температуры |
2 |
2 – Проведен полный анализ влияния температуры на сопротивление металлической спирали и лампы накаливания, получены количественные характеристики зависимости. 1 – Влияние температуры отмечено, но отсутствует количественный анализ. 0 – Температурные эффекты не учтены или интерпретированы неверно. |
|
Формулировка выводов о границах применимости |
2 |
2 – Сформулированы четкие, обоснованные выводы о границах применимости закона Ома, подкрепленные экспериментальными данными для каждого типа проводников. 1 – Выводы о границах применимости сформулированы, но недостаточно обоснованы экспериментальными данными. 0 – Выводы отсутствуют или не соответствуют полученным результатам. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы с глубоким пониманием физических закономерностей и границ применимости закона Ома.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в анализе данных или интерпретации результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, демонстрирующее базовое понимание закона Ома, но требующее более глубокого анализа нелинейных зависимостей.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, требующее повторного проведения эксперимента с коррекцией методики исследования.
Раздел 4. Магнитные и электромагнитные явления
- Экспериментальные задачи по магнитным явлениям
Исследование магнитного поля постоянных магнитов
Задача "Картирование магнитного поля различных конфигураций постоянных магнитов"
В этом эксперименте учащиеся исследуют структуру магнитного поля различных магнитов с помощью железных опилок и компасов. Необходимое оборудование: набор постоянных магнитов (полосовые, дугообразные, кольцевые), железные опилки, прозрачные пластины или бумага, мелкие компасы, магнитные стрелки на подставках, ферромагнитные предметы разной формы.
Учащиеся размещают магниты под прозрачной пластиной, насыпают железные опилки и легко постукивают, чтобы опилки расположились вдоль силовых линий. Фиксируют полученные картины с помощью фотографий или зарисовок. Изучают различные конфигурации: одиночный магнит, два магнита (притягивающиеся и отталкивающиеся полюса), магнитные системы сложной формы.
Дополнительно учащиеся исследуют искажение магнитного поля при внесении ферромагнитных предметов и экранов. С помощью компасов определяют направление силовых линий и измеряют относительную интенсивность поля по быстроте ориентации стрелки на разных расстояниях от магнита.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Создавать тактильные модели магнитного поля с помощью застывающих смесей с внедренными опилками
Использовать крупные магниты с четко обозначенными полюсами разной формы
Предоставить возможность ощутить действие магнитного поля через магнитную стрелку, закрепленную на штативе
Применять звуковые датчики магнитного поля с изменяющейся тональностью
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить визуальные пошаговые инструкции с иллюстрациями
Использовать световую индикацию для демонстрации относительной силы поля
Применять видеозаписи экспериментов с субтитрами для предварительного ознакомления
Подготовить карточки с терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивое крепление магнитов и пластин
Использовать специальные держатели для компасов и инструментов
Предусмотреть возможность дистанционного управления вибрацией пластины
Применять фотофиксацию результатов с последующим анализом
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Начинать с простых конфигураций, постепенно усложняя задачу
Использовать яркие, крупные магниты с четкой цветовой маркировкой полюсов
Предоставлять шаблоны для сравнения полученных картин с эталонными
Применять аналогии с видимыми явлениями (например, течение воды)
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Качество визуализации магнитных полей |
5 |
5 – Магнитные поля визуализированы четко для всех предложенных конфигураций, силовые линии имеют высокую степень детализации, зафиксированы с помощью качественных фотографий или точных схематических зарисовок. 4 – Визуализация магнитных полей выполнена качественно, но некоторые детали тонкой структуры не отражены, либо фиксация результатов имеет незначительные недостатки. 3 – Магнитные поля визуализированы для основных конфигураций, но детализация недостаточна, картины силовых линий не полностью сформированы. 2 – Визуализация магнитных полей выполнена с существенными недостатками, многие конфигурации не дают четкой картины силовых линий. 1 – Визуализация практически не удалась, силовые линии не просматриваются или интерпретированы неверно. |
|
Исследование различных конфигураций магнитов |
3 |
3 – Систематически исследованы все предложенные конфигурации магнитов (одиночные, пары с притяжением и отталкиванием, сложные системы), результаты структурированы и сопоставлены между собой. 2 – Исследовано большинство конфигураций, но отсутствует систематический подход или сравнительный анализ некоторых конфигураций. 1 – Исследованы только простейшие конфигурации, отсутствует системность в работе. |
|
Анализ направления и интенсивности магнитного поля |
3 |
3 – Направление силовых линий определено точно с помощью компасов для всех конфигураций, проведены измерения относительной интенсивности поля на различных расстояниях, данные представлены в виде таблиц или графиков. 2 – Направление силовых линий определено, но отсутствуют систематические измерения интенсивности поля или данные представлены неполно. 1 – Определение направления силовых линий проведено формально, без количественных измерений интенсивности. |
|
Исследование экранирования и искажения полей |
2 |
2 – Проведен детальный анализ искажения магнитного поля при внесении ферромагнитных предметов и экранов различной формы, выявлены закономерности концентрации силовых линий. 1 – Эффекты искажения и экранирования отмечены, но не проанализированы детально. 0 – Исследование экранирования и искажения полей отсутствует или выполнено некорректно. |
|
Интерпретация результатов |
2 |
2 – Представлена полная физическая интерпретация наблюдаемых картин магнитного поля, проведены аналогии с теоретическими моделями, выявлены закономерности формирования силовых линий. 1 – Интерпретация результатов присутствует, но не охватывает все наблюдаемые явления или содержит неточности. 0 – Интерпретация отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
|
Оформление и представление результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с качественными изображениями, таблицами данных и схемами, выводы логически обоснованы и соответствуют экспериментальным наблюдениям. 1 – Результаты представлены, но оформление недостаточно систематично или отсутствуют некоторые элементы документации. 0 – Представление результатов неудовлетворительное, отсутствует структура и необходимая документация. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Превосходное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание структуры магнитного поля и методов его исследования.
12-14 баллов – Качественное выполнение с некоторыми недочетами в детализации или интерпретации результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных принципов, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, требующее повторного проведения эксперимента с коррекцией методики исследования.
Изучение магнитного поля проводника с током
Задача "Исследование структуры и свойств магнитного поля проводников различной формы"
В этом эксперименте учащиеся исследуют магнитное поле, создаваемое током в проводниках различной конфигурации. Необходимое оборудование: источник питания постоянного тока (безопасного напряжения), проводники разной формы (прямой, кольцевой, спиральный), ключ, реостат, амперметр, компасы, железные опилки, прозрачная пластина, магнитные стрелки.
Основные исследования:
1. Изучение магнитного поля прямого проводника:
- Проводник располагается вертикально через отверстие в горизонтальной пластине
- Вокруг проводника размещаются компасы на разных расстояниях
- При включении тока наблюдается ориентация стрелок компасов
- С помощью железных опилок визуализируется концентрическая структура поля
- Проверяется правило буравчика и зависимость ориентации стрелок от направления тока
2. Исследование магнитного поля кругового витка:
- Проволочное кольцо располагается в вертикальной плоскости
- Компасы размещаются в различных точках вокруг кольца
- Наблюдается пространственная структура поля, сравнивается с полем полосового магнита
3. Изучение магнитного поля соленоида:
- Наблюдение поля внутри и снаружи катушки с током
- Сравнение с полем постоянного магнита
- Исследование зависимости силы поля от силы тока и числа витков
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать проводники большого диаметра с тактильной маркировкой
Применять звуковую индикацию наличия тока в цепи
Создавать объемные модели магнитных полей разных конфигураций
Использовать тактильное ощущение взаимодействия катушки с постоянным магнитом
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий с предсказуемыми результатами
Минимизировать неожиданные эффекты (щелчки переключателей, колебания стрелок)
Обеспечить возможность индивидуальной работы в комфортной обстановке
Использовать предварительные видеодемонстрации для подготовки к эксперименту
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Конструировать устойчивые установки с надежной фиксацией элементов
Использовать крупные переключатели, доступные для управления
Предусмотреть возможность дистанционного управления цепью
Применять компьютерную регистрацию результатов
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить эксперимент до наблюдения основных закономерностей
Использовать яркие визуальные эффекты (например, отклонение крупной магнитной стрелки)
Применять пошаговые карточки с иллюстрациями
Использовать аналогии с понятными повседневными явлениями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Корректность сборки экспериментальной установки |
5 |
5 – Установки для всех типов проводников собраны безупречно, обеспечено надежное крепление элементов, измерительные приборы включены правильно, соблюдены требования безопасности. 4 – Установки собраны правильно, но имеются незначительные погрешности в расположении элементов или креплении компонентов. 3 – В сборке установок есть недостатки, не препятствующие проведению основных наблюдений, но снижающие точность эксперимента. 2 – Допущены существенные ошибки в сборке, не позволяющие получить достоверные результаты для некоторых конфигураций. 1 – Установки собраны неправильно, не обеспечивают возможность проведения корректных наблюдений. |
|
Качество визуализации магнитных полей |
3 |
3 – Магнитные поля всех типов проводников визуализированы четко, с высокой детализацией структуры силовых линий, результаты зафиксированы в виде качественных изображений. 2 – Визуализация выполнена для большинства конфигураций, но отдельные детали структуры полей не прослеживаются или документирование неполное. 1 – Визуализация выполнена на низком уровне, структура полей просматривается слабо или интерпретирована некорректно. |
|
Проверка правил и законов электромагнетизма |
3 |
3 – Экспериментально проверены и подтверждены все основные закономерности (правило буравчика, правило правой руки, зависимость поля от силы тока), выполнены количественные измерения. 2 – Основные закономерности проверены, но отсутствуют количественные измерения или проверка выполнена не для всех конфигураций. 1 – Проверка правил и законов проведена формально, без систематического анализа результатов. |
|
Сравнительный анализ полей различных проводников |
2 |
2 – Проведен детальный сравнительный анализ магнитных полей прямого проводника, кольцевого витка и соленоида, выявлены ключевые различия и сходства, результаты представлены в систематизированном виде. 1 – Сравнение проведено, но анализ поверхностный или не охватывает все конфигурации. 0 – Сравнительный анализ отсутствует или проведен некорректно. |
|
Исследование зависимостей от параметров цепи |
2 |
2 – Экспериментально исследованы и количественно охарактеризованы зависимости магнитного поля от силы тока, числа витков и других параметров, данные представлены в виде таблиц или графиков. 1 – Зависимости исследованы качественно, без систематических измерений или анализа данных. 0 – Исследование зависимостей отсутствует или проведено некорректно. |
|
Оформление и интерпретация результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с иллюстрациями, схемами, таблицами данных, дана полная физическая интерпретация наблюдаемых явлений, проведены аналогии с теоретическими моделями. 1 – Результаты документированы, но оформление неполное или интерпретация содержит неточности. 0 – Оформление результатов неудовлетворительное, интерпретация отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание взаимосвязи тока и магнитного поля, владение экспериментальными методами исследования.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или оформлении результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее базовое понимание явлений, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, не демонстрирующее понимания основных принципов электромагнетизма, требуется повторное проведение эксперимента.
Раздел 5. Световые явления
- Экспериментальные задачи по оптике
Исследование прямолинейного распространения света
Задача "Изучение прямолинейного распространения света и образования тени и полутени"
В этом эксперименте учащиеся исследуют основной закон геометрической оптики. Для работы понадобятся: источник света (точечный и протяженный), непрозрачные предметы различной формы, экран, линейка, миллиметровая бумага.
Эксперимент включает следующие этапы:
1. Создание модели камеры-обскуры из картонной коробки с маленьким отверстием и полупрозрачным экраном
2. Наблюдение перевернутого изображения объектов через камеру-обскуру
3. Исследование зависимости четкости изображения от размера отверстия
4. Изучение образования тени от точечного источника света
5. Исследование образования тени и полутени при использовании протяженного источника света
6. Определение зависимости размеров тени от расстояния между источником света, предметом и экраном
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать яркие, контрастные источники света
Создавать тактильные модели световых лучей с помощью натянутых нитей
Работать с осязаемыми теневыми проекциями (через рельефные экраны)
Использовать звуковые датчики интенсивности света для определения границ тени
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить подробные письменные инструкции с схематичными иллюстрациями
Использовать световую индикацию для обозначения этапов эксперимента
Применять видеоинструкции с субтитрами
Обеспечить визуальную обратную связь при правильном выполнении заданий
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивые штативы для фиксации оборудования
Использовать адаптированные переключатели для источников света
Предусмотреть возможность регулировки высоты рабочей поверхности
Применять приспособления для фиксации линеек и измерительных инструментов
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Разделить эксперимент на простые последовательные шаги
Использовать интерактивные демонстрации перед самостоятельной работой
Применять шаблоны для записи наблюдений
Предоставить визуальные подсказки для понимания связи между наблюдаемыми явлениями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Качество изготовления камеры-обскуры |
5 |
5 – Камера-обскура изготовлена безупречно: светонепроницаемый корпус, аккуратное отверстие регулируемого размера, качественный полупрозрачный экран, обеспечивающий четкое изображение. 4 – Камера-обскура функциональна, но имеются незначительные недостатки в исполнении (недостаточная светонепроницаемость или несовершенство экрана). 3 – Камера-обскура работоспособна, позволяет наблюдать основные эффекты, но качество изображения существенно снижено из-за конструктивных недочетов. 2 – Конструкция камеры имеет серьезные недостатки, позволяющие получить лишь приблизительное представление о наблюдаемых явлениях. 1 – Камера-обскура не функциональна или не выполняет своего основного назначения. |
|
Исследование факторов, влияющих на качество изображения |
3 |
3 – Проведено систематическое исследование влияния размера отверстия на четкость изображения, данные зафиксированы количественно, найден оптимальный диаметр отверстия, исследовано влияние расстояний между объектом, камерой и экраном. 2 – Исследование проведено, но отсутствуют количественные измерения или изучены не все факторы, влияющие на качество изображения. 1 – Исследование проведено поверхностно, без системного подхода или анализа результатов. |
|
Изучение теней от точечного источника |
3 |
3 – Детально исследованы закономерности образования теней от точечного источника, проведены точные измерения размеров теней при различных расстояниях, построены и проанализированы математические зависимости. 2 – Основные закономерности выявлены, но отсутствуют точные измерения или математический анализ зависимостей. 1 – Наблюдения проведены бессистемно, без выявления закономерностей или с ошибками в интерпретации. |
|
Исследование тени и полутени от протяженного источника |
2 |
2 – Проведено детальное исследование образования тени и полутени от протяженного источника, выявлены и количественно охарактеризованы закономерности формирования границ, объяснена физическая сущность явления. 1 – Тень и полутень от протяженного источника исследованы, но без количественных измерений или с неполным анализом закономерностей. 0 – Исследование образования тени и полутени от протяженного источника отсутствует или проведено некорректно. |
|
Построение геометрических моделей |
2 |
2 – Построены точные геометрические модели формирования изображения в камере-обскуре и образования теней, проведено сопоставление теоретических расчетов с экспериментальными данными. 1 – Геометрические модели построены, но содержат неточности или не сопоставлены с экспериментом. 0 – Геометрические модели отсутствуют или построены некорректно. |
|
Оформление и анализ результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с иллюстрациями, схемами, таблицами данных и графиками зависимостей, дана физическая интерпретация наблюдаемых явлений, сделаны обоснованные выводы. 1 – Результаты документированы, но оформление неполное или анализ поверхностный. 0 – Оформление результатов неудовлетворительное, анализ отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание закономерностей прямолинейного распространения света и умение проводить точные измерения и анализ.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или оформлении результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных принципов, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, не демонстрирующее понимания основных принципов геометрической оптики, требуется повторное проведение эксперимента.
Изучение отражения и преломления света
Задача "Экспериментальное исследование законов отражения и преломления света"
В этом эксперименте учащиеся исследуют законы отражения и преломления света на границе различных сред. Необходимое оборудование: источник света с узким пучком (лазерная указка или источник с щелевой диафрагмой), плоское зеркало, набор прозрачных пластин с разными показателями преломления, транспортир, линейка, белый экран, порошок мела или крахмала для визуализации луча.
Основные исследования:
1. Проверка закона отражения света:
- Луч направляется на зеркало под различными углами
- Измеряются углы падения и отражения
- Строится график зависимости угла отражения от угла падения
- Проверяется равенство углов падения и отражения
2. Исследование закона преломления света:
- Луч направляется на границу воздух-стекло под различными углами
- Измеряются углы падения и преломления
- Вычисляется отношение синусов углов для разных углов падения
- Определяется показатель преломления материала
3. Наблюдение явления полного внутреннего отражения:
- Луч направляется из оптически более плотной среды в менее плотную
- Постепенно увеличивается угол падения
- Определяется предельный угол, при котором происходит полное внутреннее отражение
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать высококонтрастные установки (черный фон, яркий луч)
Применять тактильные шаблоны и модели для демонстрации законов
Работать с рельефными угломерами и линейками
Использовать ароматизированный порошок для визуализации лучей (для возможности определения положения луча по запаху)
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предупреждать о возможных световых эффектах
Предоставлять четкие алгоритмы действий с ожидаемыми результатами
Обеспечивать предсказуемость каждого этапа эксперимента
Использовать фотографии ожидаемых результатов для сравнения
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Использовать цветовое кодирование для падающего и отраженного/преломленного лучей
Предоставлять шаблоны для построения лучей и измерения углов
Применять цифровые средства для расчетов и построения графиков
Предлагать аналогии с механическими явлениями (например, отражение мяча)
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивое крепление оптических элементов
Использовать лазерные указки с удобными держателями
Предусмотреть возможность управления экспериментом с помощью компьютера
Применять фотофиксацию результатов для последующего анализа
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Точность экспериментальной установки |
5 |
5 – Экспериментальная установка собрана с высокой точностью, обеспечено надежное крепление оптических элементов, измерительные инструменты расположены корректно, световой пучок четко визуализирован и имеет минимальную расходимость. 4 – Установка функциональна, но имеются незначительные погрешности в юстировке оптических элементов или визуализации светового пучка. 3 – Установка позволяет проводить основные измерения, однако присутствуют недостатки, снижающие точность экспериментальных данных. 2 – В конструкции установки есть существенные недочеты, значительно ограничивающие точность измерений. 1 – Установка собрана некорректно, не позволяет получить достоверные результаты. |
|
Исследование закона отражения света |
3 |
3 – Закон отражения проверен с высокой точностью для широкого диапазона углов падения, данные систематизированы в таблицу, построен график зависимости, вычислена погрешность измерений, проанализированы возможные источники ошибок. 2 – Закон отражения проверен для нескольких углов падения, данные систематизированы, но отсутствует детальный анализ погрешностей или диапазон измерений ограничен. 1 – Исследование закона отражения проведено поверхностно, измерения несистематичны или содержат значительные ошибки. |
|
Исследование закона преломления света |
3 |
3 – Закон преломления проверен для различных углов падения и нескольких оптических сред, вычислены показатели преломления материалов, данные представлены в виде таблиц и графиков зависимости sin α / sin β, проведен анализ постоянства этого отношения. 2 – Закон преломления исследован для одного материала или ограниченного диапазона углов, расчеты показателя преломления проведены с неполным анализом точности. 1 – Исследование закона преломления фрагментарно, отсутствует систематизация данных или расчеты содержат существенные ошибки. |
|
Исследование полного внутреннего отражения |
2 |
2 – Явление полного внутреннего отражения исследовано детально, экспериментально определен предельный угол для различных сред, результаты сопоставлены с теоретическими расчетами на основе показателей преломления. 1 – Явление наблюдается, но предельный угол определен приблизительно или для одной среды, сопоставление с теорией отсутствует или неполное. 0 – Исследование полного внутреннего отражения отсутствует или проведено некорректно. |
|
Математическая обработка результатов |
2 |
2 – Выполнена полная математическая обработка экспериментальных данных, включая статистический анализ, расчет погрешностей, сравнение экспериментальных значений с теоретическими, построение графиков с указанием доверительных интервалов. 1 – Математическая обработка проведена, но отсутствует анализ погрешностей или графическое представление данных неполное. 0 – Математическая обработка отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
|
Физическая интерпретация и выводы |
2 |
2 – Представлена глубокая физическая интерпретация наблюдаемых явлений, обоснованы причины отклонений экспериментальных данных от теоретических, сформулированы четкие выводы, соответствующие результатам эксперимента. 1 – Интерпретация присутствует, но анализ неполный или выводы не полностью соответствуют экспериментальным данным. 0 – Физическая интерпретация отсутствует или содержит фундаментальные ошибки, выводы не соответствуют результатам. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание оптических явлений и умение проводить точные измерения и анализ.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или обработке результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных оптических законов, но требующее более тщательного подхода к эксперименту и анализу данных.
6-8 баллов – Базовый уровень выполнения с существенными недостатками в экспериментальной технике или интерпретации результатов.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, демонстрирующее недостаточное понимание оптических законов и принципов проведения эксперимента.
Раздел 6. Организация работы в инклюзивном классе
Организация работы в инклюзивном классе при проведении физического эксперимента требует особого внимания к созданию универсальной учебной среды, учитывающей разнообразные образовательные потребности учащихся. Физика как экспериментальная наука предоставляет широкие возможности для мультисенсорного обучения, что особенно важно в инклюзивном образовании.
Адаптация экспериментальных заданий для учащихся с нарушениями зрения требует комплексного подхода, учитывающего особенности восприятия информации такими детьми. При изучении тепловых явлений эффективным решением становится использование термочувствительных материалов, позволяющих тактильно ощущать изменение температуры. Например, для демонстрации процесса теплопередачи можно использовать термохромные краски или пленки, меняющие цвет при нагревании – для слабовидящих учеников, и термочувствительные рельефные поверхности – для незрячих.
При проведении экспериментов по электростатике и электродинамике целесообразно применять звуковую индикацию электрических параметров. Современные мультиметры со звуковым сопровождением позволяют незрячим ученикам самостоятельно проводить измерения силы тока, напряжения и сопротивления. Для изучения электромагнитных явлений можно использовать катушки с сердечниками различной формы и материала, позволяющие тактильно различать интенсивность магнитного поля по силе притяжения.
Особого внимания требует адаптация оптических экспериментов , традиционно считающихся недоступными для учащихся с нарушениями зрения. Однако современные технологии позволяют преодолеть эти ограничения. Для изучения законов геометрической оптики эффективно использование тактильных схем хода лучей, выполненных на специальной рельефной бумаге. Для демонстрации фокусировки световых лучей можно применять термодатчики, преобразующие тепловой эффект в звуковой сигнал, интенсивность которого пропорциональна яркости света.
При планировании лабораторных работ для учащихся с нарушениями зрения необходимо предусмотреть увеличение времени на выполнение заданий, подготовку инструкций на аудионосителях или шрифтом Брайля, а также возможность работы в парах, где зрячий партнер может описывать визуальные аспекты эксперимента, не выполняя при этом работу за незрячего ученика.
Модификация экспериментов для учащихся с нарушениями слуха основывается на максимальном использовании визуальных средств и тактильных ощущений. При изучении механических и тепловых явлений особое внимание следует уделять наглядной демонстрации процессов с использованием высококонтрастных материалов, замедленной съемки, инфракрасных камер для визуализации тепловых процессов.
Для экспериментов по электричеству и магнетизму эффективно применение светодиодной индикации различных режимов работы электрических цепей. Например, при исследовании закона Ома изменение силы тока может сопровождаться изменением яркости светодиода, а для демонстрации правила Ленца можно использовать разноцветные светодиоды, показывающие направление индукционного тока.
Важным аспектом является обеспечение визуального доступа к объяснениям учителя. Для этого используются технологии дополненной реальности, позволяющие накладывать текстовые комментарии на реальные объекты, печатные инструкции с поясняющими иллюстрациями, видеозаписи с субтитрами.
При проведении групповых экспериментов необходимо обеспечить возможность прямого визуального контакта глухого ученика с говорящим (для чтения по губам), а также предусмотреть систему визуальных сигналов для координации действий участников эксперимента.
Варианты заданий для учащихся с ограниченной подвижностью разрабатываются с учетом специфики двигательных нарушений. Для учеников с нарушениями функций верхних конечностей необходимо адаптировать лабораторное оборудование: использовать устройства с увеличенными элементами управления, магнитные или защелкивающиеся соединения, устойчивые подставки с нескользящей поверхностью.
При проведении экспериментов по термодинамике целесообразно использовать термометры с крупным дисплеем или голосовым сопровождением, закрепленные на специальных штативах. Для изучения электрических явлений эффективно применение магнитных конструкторов электрических цепей, где компоненты легко соединяются без необходимости мелких манипуляций.
Для учащихся, использующих инвалидную коляску, необходимо обеспечить доступность оборудования путем регулировки высоты рабочих поверхностей или использования специальных подставок. При выполнении оптических экспериментов целесообразно применять оптические скамьи с вертикальным расположением элементов, что позволяет проводить наблюдения с уровня сидящего человека.
В случаях выраженных двигательных нарушений эффективно использование компьютерных симуляций физических экспериментов с альтернативными устройствами ввода (джойстики, сенсорные панели, системы отслеживания взгляда). Важно подчеркнуть, что такие симуляции не должны полностью заменять реальный эксперимент, а служить дополнением к нему.
Использование цифровых инструментов и датчиков является одним из наиболее эффективных способов адаптации экспериментов для инклюзивного класса. Современные цифровые лаборатории позволяют существенно расширить возможности учащихся с различными образовательными потребностями.
При изучении тепловых явлений цифровые датчики температуры обеспечивают высокую точность измерений, возможность визуализации данных в виде графиков в реальном времени, звуковое сопровождение изменений температуры. Это особенно важно для учащихся с нарушениями зрения и моторики.
Для экспериментов по электродинамике цифровые мультиметры с крупным дисплеем, звуковым сопровождением и беспроводной передачей данных позволяют всем учащимся независимо от особенностей развития участвовать в сборе и анализе экспериментальных данных. Программное обеспечение, совместимое со скринридерами, обеспечивает доступность информации для незрячих учеников.
При изучении магнитных явлений датчики магнитного поля с визуальной и звуковой индикацией позволяют исследовать невидимые магнитные поля, делая их доступными для восприятия учащимися с различными образовательными потребностями.
Особую ценность имеют цифровые инструменты при проведении оптических экспериментов . Видеокамеры с функцией увеличения и обработки изображения, системы компьютерного зрения для анализа оптических явлений, специализированные датчики освещенности позволяют учащимся с нарушениями зрения участвовать в экспериментах по геометрической и волновой оптике.
Важным преимуществом цифровых лабораторий является возможность дистанционного управления экспериментом, что особенно актуально для учащихся с ограниченной подвижностью. Например, при изучении законов электромагнитной индукции ученик может управлять движением магнита через простой интерфейс, доступный для использования даже при существенных двигательных нарушениях.
Цифровые инструменты также расширяют возможности анализа экспериментальных данных. Программное обеспечение для автоматической обработки результатов, построения графиков, статистического анализа позволяет учащимся сосредоточиться на физической сути явлений, а не на технических аспектах обработки данных.
При всех преимуществах цифровых инструментов необходимо помнить о сохранении баланса между технологическими решениями и развитием практических навыков. Для многих учащихся с особыми образовательными потребностями именно тактильное взаимодействие с реальными физическими приборами и явлениями имеет ключевое значение для формирования научных понятий.
Раздел 7. Организация оценивания
Организация оценивания экспериментальных работ в инклюзивном классе требует особого подхода, учитывающего индивидуальные особенности учащихся и обеспечивающего объективную оценку достижений каждого ученика. При изучении физики в 8-9 классах особую значимость приобретает оценка практических навыков, формируемых в ходе лабораторных работ по темам, представленным в учебной программе Казахстана.
Критерии оценивания экспериментальных работ в инклюзивном классе должны быть достаточно гибкими, чтобы учитывать индивидуальные особенности учащихся, но при этом сохранять объективность и соответствие образовательным стандартам. При разработке критериев оценивания для учащихся с особыми образовательными потребностями целесообразно использовать многокомпонентный подход, включающий оценку различных аспектов экспериментальной деятельности.
При оценивании экспериментальных работ по физике в инклюзивном классе можно выделить следующие основные компоненты:
- Планирование эксперимента (понимание цели, выбор оборудования и методов)
- Практическое выполнение (сборка установки, проведение измерений)
- Обработка и анализ результатов (вычисления, построение графиков)
- Формулирование выводов (интерпретация результатов, соотнесение с теорией)
- Коммуникативные навыки (представление результатов, работа в группе)
Для учащихся с нарушениями зрения при оценивании экспериментальных работ по тепловым явлениям или электрическим явлениям акцент может быть сделан на точности логических рассуждений, корректности выводов и способности описать наблюдаемые процессы, а не на визуальном наблюдении и фиксации данных. При проведении оптических экспериментов для таких учащихся целесообразно оценивать теоретическое понимание процессов и способность работать с тактильными моделями.
Для учащихся с нарушениями слуха оценивание может фокусироваться на качестве выполнения практической части работы, точности измерений и правильности графического представления результатов, с меньшим акцентом на устное объяснение наблюдаемых явлений. Важно предусмотреть альтернативные формы представления результатов – письменные отчеты, схемы, компьютерные презентации.
Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата критерии оценивания могут делать упор на теоретическое обоснование эксперимента, планирование работы, анализ результатов и формулирование выводов, с меньшим акцентом на самостоятельное выполнение технических манипуляций. При изучении электромагнитных явлений оценивается способность правильно спланировать эксперимент и интерпретировать результаты, полученные с помощью ассистента.
При разработке критериев для учащихся с особенностями интеллектуального развития важно учитывать уровень сложности задания и степень оказываемой поддержки. Например, при изучении простых электрических цепей оценивается правильность сборки схемы по образцу, понимание функций основных элементов и способность объяснить наблюдаемые явления на элементарном уровне.
Важным принципом оценивания в инклюзивном классе является сравнение достижений ученика не с результатами других учащихся, а с его собственными предыдущими достижениями. Такой подход позволяет отслеживать индивидуальный прогресс каждого ученика и формировать положительную мотивацию к изучению физики.
Формирующее оценивание приобретает особую значимость в инклюзивном образовании, так как позволяет своевременно выявлять трудности и корректировать процесс обучения. В контексте экспериментальных задач по физике формирующее оценивание предполагает непрерывный мониторинг деятельности учащихся на всех этапах работы с предоставлением конструктивной обратной связи.
При изучении тепловых явлений формирующее оценивание может включать наблюдение за процессом планирования эксперимента, контрольные вопросы для проверки понимания физических принципов, рекомендации по совершенствованию измерительных навыков. На этапе анализа результатов учитель может задавать наводящие вопросы, помогающие учащимся самостоятельно обнаружить и исправить ошибки в расчетах или выводах.
Для эффективного формирующего оценивания в инклюзивном классе можно использовать различные инструменты:
- Чек-листы для самооценки и взаимооценки, адаптированные для разных категорий учащихся
- Карты понятий для визуализации связей между физическими явлениями
- Рубрики с четко обозначенными критериями качества выполнения каждого этапа работы
- Мини-конференции для обсуждения промежуточных результатов
Особенно ценным инструментом формирующего оценивания является организация обратной связи от сверстников. При изучении законов электрического тока или оптических явлений учащиеся могут обмениваться идеями, обсуждать методики эксперимента, совместно анализировать полученные результаты. Такое взаимодействие способствует не только улучшению качества работы, но и развитию коммуникативных навыков, формированию инклюзивной культуры в классе.
Для учащихся с особыми образовательными потребностями важно обеспечить психологически безопасную среду для получения обратной связи. Комментарии должны быть конструктивными, фокусироваться на конкретных аспектах работы, а не на личностных характеристиках ученика. Необходимо отмечать даже небольшие успехи, формируя уверенность в собственных силах.
Портфолио достижений представляет собой эффективный альтернативный метод оценивания в инклюзивном классе, позволяющий учитывать индивидуальный прогресс каждого ученика и демонстрировать его достижения в различных аспектах изучения физики. Портфолио может включать разнообразные материалы, отражающие работу учащегося над экспериментальными заданиями по всем разделам курса физики 8-9 классов.
При изучении тепловых явлений в портфолио могут быть включены протоколы лабораторных работ, фотографии или видеозаписи экспериментов, графики зависимостей физических величин, рефлексивные заметки ученика. Для учащихся с нарушениями зрения портфолио может содержать аудиозаписи описаний наблюдаемых процессов и выводов.
При работе с электрическими явлениями портфолио может включать схемы собранных электрических цепей, результаты измерений электрических величин, анализ зависимостей в форме таблиц и графиков. Для учащихся с ограниченной подвижностью важно предусмотреть возможность электронного портфолио, которое легче пополнять и просматривать.
Изучение магнитных и электромагнитных явлений может быть представлено в портфолио через фотографии визуализации магнитных полей, описания экспериментов по электромагнитной индукции, модели электромагнитных устройств. Учащиеся с особенностями интеллектуального развития могут включать в портфолио упрощенные схемы и модели, отражающие базовое понимание изучаемых явлений.
Раздел оптики в портфолио может быть представлен через схемы хода лучей, фотографии полученных изображений, расчеты параметров оптических систем. Для учащихся с нарушениями зрения могут быть включены тактильные модели и описания экспериментов, выполненные с помощью ассистивных технологий.
Важной частью портфолио являются рефлексивные материалы, в которых ученик анализирует свой прогресс, трудности, с которыми он столкнулся, и способы их преодоления. Такая рефлексия способствует развитию метакогнитивных навыков и формированию ответственного отношения к обучению.
Для объективной оценки портфолио необходимо разработать четкие критерии, учитывающие как общие требования к освоению физики, так и индивидуальные особенности учащихся. Критерии могут включать полноту представленных материалов, корректность научных объяснений, оригинальность подходов к решению задач, прогресс в освоении экспериментальных навыков.
Представление и защита портфолио может проходить в различных форматах, адаптированных для разных категорий учащихся: устная презентация, стендовый доклад, компьютерная презентация, видеоотчет. Это позволяет каждому ученику продемонстрировать свои достижения наиболее комфортным способом.
Таким образом, комплексный подход к оцениванию экспериментальных работ в инклюзивном классе, включающий адаптированные критерии оценки, формирующее оценивание и портфолио достижений, позволяет обеспечить объективную оценку индивидуального прогресса каждого ученика, поддерживать мотивацию к изучению физики и способствовать формированию инклюзивной образовательной среды.
Раздел 8. Практические рекомендации
Организация групповой работы в инклюзивном классе требует тщательного планирования и учета индивидуальных особенностей каждого ученика. При проведении физических экспериментов, предусмотренных программой для 8-9 классов, эффективным подходом является создание гетерогенных групп, включающих учащихся с различными образовательными потребностями. Такой подход способствует взаимному обогащению опытом, формированию коммуникативных навыков и развитию инклюзивной культуры.
При изучении тепловых явлений целесообразно формировать группы по 3-4 человека, распределяя роли с учетом сильных сторон каждого участника. Например, при исследовании теплопроводности различных материалов ученик с нарушением зрения может отвечать за контроль времени и запись аудиоотчета, учащийся с нарушением слуха – за проведение измерений и фиксацию результатов, ученик с нарушением опорно-двигательного аппарата может выполнять роль научного консультанта, направляя деятельность группы и анализируя полученные данные.
Важно периодически менять состав групп и распределение ролей, чтобы предоставить всем учащимся возможность проявить себя в различных аспектах экспериментальной деятельности. При работе с электрическими цепями один и тот же ученик может сначала выступать в роли конструктора схемы, а затем – аналитика результатов или докладчика.
Для успешной организации групповой работы в инклюзивном классе необходимо четко структурировать задание, разбивая его на понятные этапы с обозначенным временем выполнения. При изучении электромагнитных явлений эффективно использование маршрутных листов с описанием каждого шага эксперимента, критериями успешного выполнения и местом для фиксации промежуточных результатов.
Пространственная организация класса имеет большое значение для эффективной групповой работы. Рабочие места должны быть достаточно просторными для размещения необходимого оборудования и свободного доступа всех участников группы. При проведении оптических экспериментов желательно использовать круглые или трапециевидные столы, позволяющие всем членам группы видеть демонстрируемые явления.
Учитель должен обеспечивать баланс между структурированным руководством и самостоятельностью групп. При изучении новых тем, например, законов отражения и преломления света, целесообразно предоставлять подробные инструкции и образцы оформления результатов. По мере накопления опыта экспериментальной деятельности можно переходить к более открытым заданиям, где группам предлагается самостоятельно спланировать эксперимент для проверки определенной гипотезы.
Обеспечение безопасности при проведении физических экспериментов в инклюзивном классе требует особого внимания, учитывая разнообразие образовательных потребностей учащихся. Базовым требованием является создание безбарьерной среды, где каждый ученик может безопасно перемещаться и имеет доступ к необходимому оборудованию.
При проведении экспериментов с электрическими цепями необходимо использовать источники питания с ограничением по току и напряжению, автоматическими предохранителями. Рабочее место должно быть оборудовано изолирующими матами, легкодоступными выключателями. Для учащихся с нарушениями зрения целесообразно использовать цветовую и тактильную маркировку потенциально опасных элементов, звуковую сигнализацию превышения допустимых значений тока.
Работа с тепловыми явлениями требует применения термостойких материалов, безопасных нагревателей с автоматическим отключением при перегреве. Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата необходимо обеспечить устойчивость лабораторного оборудования, использовать нескользящие поверхности и защитные экраны.
При проведении оптических экспериментов с использованием лазерных указок необходимо применять устройства малой мощности, исключающие возможность попадания луча в глаза. Для учащихся с нарушениями слуха важно дополнить стандартные звуковые сигналы опасности визуальными индикаторами.
Особое внимание следует уделять адаптации инструкций по технике безопасности, обеспечивая их доступность для всех категорий учащихся. Для учеников с нарушениями зрения инструкции должны быть доступны в аудиоформате или шрифтом Брайля, для учащихся с нарушениями слуха – в виде наглядных пиктограмм, для учеников с особенностями интеллектуального развития – в виде простых пошаговых алгоритмов с иллюстрациями.
Эффективной практикой является проведение "сухих тренировок" перед выполнением потенциально опасных экспериментов. Например, перед изучением закона Ома или электромагнитной индукции полезно отработать порядок действий на обесточенном оборудовании, убедиться в понимании каждым учеником правил безопасности.
В инклюзивном классе желательно применять принцип дублирования средств безопасности. Например, при работе с нагревательными приборами использовать не только автоматические термостаты, но и визуальные индикаторы нагрева (термохромные элементы), тактильные сигнализаторы (изменение фактуры поверхности).
Учитель должен учитывать специфические риски для разных категорий учащихся. Например, при работе с магнитными полями необходимо помнить о возможном наличии у учеников кардиостимуляторов или других медицинских устройств, чувствительных к электромагнитному излучению.
Взаимодействие с ассистентами и тьюторами является важным аспектом организации инклюзивного обучения физике. Ассистенты и тьюторы выполняют различные функции в зависимости от потребностей конкретных учащихся и специфики изучаемой темы.
При проведении экспериментальных работ по исследованию тепловых явлений ассистент может помогать ученику с нарушениями опорно-двигательного аппарата в манипуляциях с оборудованием, но не должен подменять его интеллектуальную деятельность – планирование эксперимента, анализ результатов, формулирование выводов ученик выполняет самостоятельно.
Для учащихся с нарушениями зрения тьютор может выполнять функцию "зрительного переводчика", описывая визуальные аспекты экспериментов по электростатике или оптике , недоступные непосредственному восприятию ученика. Важно, чтобы такое описание было объективным, без интерпретаций, позволяя ученику самостоятельно делать выводы.
Эффективное взаимодействие учителя физики с ассистентами и тьюторами требует четкого распределения ролей и ответственности. Перед проведением экспериментальных работ необходимо совместно обсудить цели и задачи урока, ожидаемые результаты, возможные трудности конкретных учеников и стратегии их преодоления.
Ассистенты и тьюторы должны быть ознакомлены с содержанием учебной программы по физике, основными физическими понятиями и законами, изучаемыми в 8-9 классах. Это позволит им более эффективно поддерживать учащихся в процессе экспериментальной деятельности, не искажая научную сущность явлений.
При изучении сложных тем, таких как электромагнитная индукция или оптические приборы, полезно проводить предварительные консультации с ассистентами, демонстрируя им эксперименты, которые будут выполняться на уроке, объясняя физические принципы и методику проведения измерений.
Важно, чтобы степень вмешательства ассистента или тьютора постепенно снижалась, способствуя развитию самостоятельности ученика. Например, при первоначальном изучении электрических цепей ассистент может помогать в соединении элементов, но по мере формирования навыков его поддержка становится менее интенсивной.
Тьюторы могут оказывать существенную поддержку в адаптации учебных материалов для учащихся с различными образовательными потребностями. Например, при изучении магнитных явлений тьютор может помогать в создании тактильных моделей магнитных полей для незрячих учеников или в разработке визуальных схем для учащихся с нарушениями слуха.
Ассистенты также играют важную роль в обеспечении безопасности при проведении экспериментов, особенно связанных с использованием электрического тока или нагревательных приборов . Они должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности и уметь оказывать первую помощь при необходимости.
Для эффективного взаимодействия полезно вести документацию, фиксирующую прогресс учащихся, возникающие трудности и успешные стратегии поддержки. Это позволяет обеспечить преемственность в работе с учеником даже при смене ассистента или тьютора.
В идеальной ситуации взаимодействие учителя физики с ассистентами и тьюторами должно строиться на принципах партнерства, взаимного уважения и нацеленности на максимальное развитие потенциала каждого ученика. Совместное планирование, регулярная рефлексия и обмен опытом способствуют повышению эффективности инклюзивного обучения физике.
Заключение
Завершая наше путешествие по миру экспериментальной физики в инклюзивном классе, хочется подчеркнуть главную мысль: физический эксперимент доступен каждому ребенку. Это не просто лозунг, а реальность, которую мы стремились доказать на страницах данного пособия. Физика – наука о природе, а природа окружает всех нас, независимо от наших индивидуальных особенностей.
Экспериментальные задачи, представленные в пособии, охватывают весь спектр физических явлений, изучаемых в 8-9 классах казахстанских школ. Мы рассмотрели тепловые процессы и агрегатные состояния вещества, электрические и магнитные явления, световые явления. Для каждой темы предложены конкретные адаптации экспериментальных заданий с учетом различных образовательных потребностей учащихся.
Важно помнить, что универсальный дизайн экспериментальных заданий не означает создания отдельных "специальных" экспериментов для детей с особыми потребностями. Речь идет о таком планировании работы, при котором один и тот же эксперимент становится доступным для учащихся с различными образовательными возможностями. Это достигается через вариативность способов представления информации, множественность форм деятельности и разнообразие способов демонстрации результатов.
Например, изучение закона электромагнитной индукции может осуществляться через визуальное наблюдение отклонения стрелки гальванометра, через звуковую индикацию возникающего тока или через тактильное ощущение вибрации. При этом сущность физического явления остается неизменной, меняются лишь каналы его восприятия.
Опыт показывает, что такой мультисенсорный подход обогащает учебный процесс не только для детей с особыми потребностями, но и для всех остальных учеников. Он делает физические явления более "объемными", доступными для глубокого понимания. Поэтому инклюзивный подход – это не вынужденная уступка, а новое качество образования, повышающее его эффективность для всех участников.
Важной темой нашего пособия стало оценивание экспериментальной деятельности учащихся. Мы стремились показать, что оценка должна отражать не только конечный результат, но и процесс познания, индивидуальный прогресс каждого ученика. Формирующее оценивание, портфолио достижений, критериальные рубрики – эти инструменты позволяют создать справедливую систему оценки, мотивирующую на дальнейшее развитие.
Безопасность при проведении физических экспериментов – еще один ключевой аспект, требующий особого внимания в инклюзивном классе. Мы постарались предоставить конкретные рекомендации, позволяющие минимизировать риски и сделать экспериментальную деятельность безопасной для всех учащихся.
Организация групповой работы и взаимодействие с ассистентами и тьюторами – темы, необходимые для полноценной реализации инклюзивного подхода. Опыт показывает, что грамотное распределение ролей, учитывающее сильные стороны каждого ученика, создает синергетический эффект, повышающий результативность всей группы.
Завершая работу над пособием, мы осознаем, что инклюзивное образование – это непрерывно развивающаяся область. Появляются новые технологии, методики, подходы. Поэтому мы рассматриваем данное пособие не как окончательное руководство, а как приглашение к творческому поиску, к обмену опытом, к совместному созданию инклюзивной образовательной среды.
Мы надеемся, что материалы пособия вдохновят вас на разработку собственных адаптированных экспериментов, на поиск новых решений, на преодоление барьеров. Каждый учитель физики, работающий в инклюзивном классе, – это исследователь, первопроходец, создающий новую образовательную реальность.
Пусть удивительный мир физических явлений станет доступным для каждого вашего ученика. Пусть радость открытия, азарт экспериментатора и гордость за достигнутый результат испытает каждый ребенок, независимо от его особенностей. В этом и заключается истинная цель инклюзивного образования – не просто предоставить равные возможности, но раскрыть уникальный потенциал каждого ученика.
Список литературы
1. Аксёнова О.В. Технология обучения физике детей с нарушениями зрения: учебно-методическое пособие. - М.: Просвещение, 2021. - 187 с.
2. Власова Т.В., Сунцова А.С. Инклюзивное образование: инновационные подходы к организации взаимодействия. - Екатеринбург: УрФУ, 2020. - 156 с.
3. Галиакберова А.А. Адаптация учебных материалов по физике для учащихся с особыми образовательными потребностями // Физика в школе. - 2022. - №3. - С. 45-52.
4. Государственный общеобязательный стандарт среднего образования Республики Казахстан. Приказ Министра образования и науки Республики Казахстан от 31 октября 2018 года № 604.
5. Ермаков В.П., Якунин Г.А. Основы тифлопедагогики: развитие, обучение и воспитание детей с нарушениями зрения. - М.: ВЛАДОС, 2019. - 240 с.
6. Зарипова А.В. Организация инклюзивной образовательной среды на уроках физики // Вестник педагогических инноваций. - 2021. - №2. - С. 117-125.
7. Исакова О.А. Экспериментальные задачи по физике как средство развития творческих способностей учащихся с ОВЗ // Физика в школе. - 2021. - №5. - С. 23-31.
8. Коротков А.В. Специальное оборудование для проведения лабораторных работ по физике в инклюзивных классах. - Алматы: Казахский национальный педагогический университет имени Абая, 2020. - 124 с.
9. Малофеев Н.Н. Инклюзивное образование в контексте современной социальной политики // Воспитание и обучение детей с нарушениями развития. - 2020. - №1. - С. 3-10.
10. Нурмагамбетов А.А. Инклюзивное образование в Республике Казахстан: состояние и перспективы // Педагогический диалог. - 2022. - №1. - С. 5-14.
11. Рыжова Н.А., Савельева О.Е. Формирующее оценивание в современной школе: теория и практика. - СПб.: Питер, 2022. - 208 с.
12. Сабденова Б.К. Методические аспекты преподавания физики в инклюзивных классах школ Казахстана // Вестник Казахского национального педагогического университета. - 2021. - №2. - С. 78-86.
13. Саламанкская декларация и рамки действий по образованию лиц с особыми потребностями, принятые Всемирной конференцией по образованию лиц с особыми потребностями: доступ и качество. - Саламанка, Испания, 7-10 июня 1994 г.
14. Синельникова Д.Д. Адаптированные лабораторные работы по оптике для учащихся с нарушениями зрения // Физика в школе. - 2022. - №6. - С. 67-74.
15. Тихомирова Л.Ф. Здоровьесберегающие технологии в инклюзивном образовании // Ярославский педагогический вестник. - 2021. - №3. - С. 15-23.
16. Хохлова А.Ю. Эффективные технологии обучения детей с нарушениями слуха в современной школе // Дефектология. - 2020. - №4. - С. 31-40.
17. Шевченко С.Г. Коррекционно-развивающее обучение: теория и практика. - М.: ВЛАДОС, 2018. - 168 с.
18. Шматко Н.Д. Организация образовательных условий для детей с нарушениями слуха в общеобразовательной школе // Дефектология. - 2019. - №5. - С. 19-26.
19. Mitchell D. What Really Works in Special and Inclusive Education: Using Evidence-Based Teaching Strategies. - Routledge, 2020. - 384 p.
20. Tomlinson C.A. The Differentiated Classroom: Responding to the Needs of All Learners. - ASCD, 2019. - 198 p.
жүктеу мүмкіндігіне ие боласыз
Бұл материал сайт қолданушысы жариялаған. Материалдың ішінде жазылған барлық ақпаратқа жауапкершілікті жариялаған қолданушы жауап береді. Ұстаз тілегі тек ақпаратты таратуға қолдау көрсетеді. Егер материал сіздің авторлық құқығыңызды бұзған болса немесе басқа да себептермен сайттан өшіру керек деп ойласаңыз осында жазыңыз
"Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе"
"Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе"
Министерство просвещения Республики Казахстан
Образовательная организация
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Тема: Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе
Авторы:
2025
Содержание
Раздел 1. Теоретико-методологические основы 7
- Современные подходы к инклюзивному образованию в контексте преподавания физики 7
- Особенности организации экспериментальных работ в инклюзивном классе 11
- Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач 14
Раздел 2. Тепловые явления и термодинамика 19
- Экспериментальные задачи по теме "Тепловые явления" 19
- Экспериментальные задачи по агрегатным состояниям вещества 28
Раздел 3. Электрические явления 43
- Экспериментальные задачи по электростатике 43
- Экспериментальные задачи по постоянному электрическому току 48
Раздел 4. Магнитные и электромагнитные явления 54
- Экспериментальные задачи по магнитным явлениям 54
- Экспериментальные задачи по оптике 60
Раздел 6. Организация работы в инклюзивном классе 66
Раздел 7. Организация оценивания 69
Раздел 8. Практические рекомендации 73
Пояснительная записка
Методическое пособие «Практикум по решению экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе» разработано для учителей физики Республики Казахстан, работающих в условиях инклюзивного образования. В современной образовательной системе Казахстана особое внимание уделяется созданию равных возможностей для всех учащихся, включая детей с особыми образовательными потребностями. Физика как экспериментальная наука предоставляет уникальные возможности для развития практических навыков, логического мышления и научного мировоззрения всех учеников, независимо от их индивидуальных особенностей.
Данное пособие основано на учебной программе по физике для 8-9 классов и охватывает все основные разделы курса: тепловые явления, электрические и магнитные явления, световые явления. Материал структурирован таким образом, чтобы учитель мог легко адаптировать экспериментальные задания под конкретные образовательные потребности учащихся своего класса.
Особенностью пособия является практико-ориентированный подход. В каждом разделе представлены не только теоретические основы организации инклюзивного обучения, но и конкретные экспериментальные задачи с подробными рекомендациями по их адаптации для учащихся с различными особенностями развития. Описаны способы модификации оборудования, альтернативные методики проведения измерений, варианты представления результатов.
Одним из ключевых принципов, положенных в основу пособия, является идея о том, что инклюзивное образование – это не упрощение учебного материала, а создание условий, при которых каждый ученик может проявить свои способности и достичь максимальных результатов. Поэтому акцент делается на сохранении научной строгости и полноценном формировании физических понятий при одновременной адаптации методов обучения.
В пособии уделяется значительное внимание вопросам безопасности при проведении физических экспериментов с учетом особенностей различных категорий учащихся. Рассматриваются способы организации групповой работы, обеспечивающие полноценное включение всех учеников в образовательный процесс. Даны рекомендации по взаимодействию с ассистентами и тьюторами, сопровождающими детей с особыми образовательными потребностями.
Инновационным элементом пособия является раздел, посвященный оцениванию достижений учащихся. Предлагается многокомпонентная система оценивания, учитывающая индивидуальные особенности учеников и отслеживающая прогресс каждого ребенка по сравнению с его собственными предыдущими достижениями. Описаны методы формирующего оценивания, инструменты для самооценки и взаимооценки учащихся, подходы к созданию портфолио достижений.
Важной частью пособия являются приложения, содержащие карточки с экспериментальными заданиями разного уровня сложности, шаблоны для фиксации результатов, рекомендации по изготовлению самодельных приборов и адаптированного оборудования. Включен глоссарий физических терминов с пояснениями на русском и казахском языках, что облегчает работу учителя в условиях языкового многообразия.
При разработке пособия использован не только отечественный опыт инклюзивного образования, но и лучшие международные практики. Материалы прошли апробацию в школах различных регионов Казахстана и получили положительные отзывы учителей физики, работающих в инклюзивных классах.
Пособие адресовано в первую очередь учителям физики, но будет полезно также методистам, студентам педагогических вузов, специалистам системы повышения квалификации. Представленные материалы могут использоваться как непосредственно на уроках, так и при организации внеурочной деятельности, элективных курсов, подготовке к олимпиадам.
Авторы надеются, что данное пособие станет надежным помощником для педагогов, стремящихся создать в своих классах атмосферу сотрудничества и взаимопонимания, где каждый ученик, независимо от его особенностей, сможет почувствовать радость научного открытия и успешного экспериментального исследования.
Введение
Физика – это наука, открывающая перед нами удивительный мир природных явлений и закономерностей. Она учит нас наблюдать, анализировать, делать выводы, проверять гипотезы экспериментально. Именно эксперимент является сердцем физической науки, позволяющим не только проверить теоретические предположения, но и развить целый комплекс важнейших навыков: от тонкой моторики до критического мышления.
В современном образовательном пространстве Казахстана, как и во всем мире, происходят значительные изменения, связанные с развитием инклюзивного образования. Сегодня в обычных классах общеобразовательных школ учатся дети с самыми разными образовательными потребностями: с нарушениями зрения и слуха, с особенностями опорно-двигательного аппарата, с расстройствами аутистического спектра, с интеллектуальными нарушениями. И перед учителем физики встает непростая задача – как организовать экспериментальную деятельность таким образом, чтобы каждый ученик, независимо от его особенностей, мог активно участвовать в процессе познания?
Долгое время считалось, что физический эксперимент недоступен для многих категорий учащихся с особыми образовательными потребностями. Как может незрячий ученик наблюдать преломление света? Как ребенок с ограниченной подвижностью может собрать электрическую цепь? Как учащийся с нарушением слуха воспримет объяснение акустических явлений? Эти вопросы часто приводили к тому, что детей с особыми потребностями просто освобождали от практических работ или предлагали им роль пассивных наблюдателей.
Однако современная педагогическая наука и практика доказывают: физический эксперимент может и должен быть доступен каждому ученику. Необходимо лишь найти подходящие методы, адаптировать оборудование, по-новому взглянуть на организацию учебного процесса. И тогда физика станет не препятствием, а мостом к полноценному включению всех детей в образовательную среду.
Данное методическое пособие родилось из реальной практики учителей физики Казахстана, работающих в инклюзивных классах. Оно обобщает опыт педагогов, нашедших нестандартные решения для стандартных школьных экспериментов, создавших уникальные адаптированные материалы, разработавших эффективные приемы включения всех учеников в исследовательскую деятельность.
Мы рассматриваем инклюзию не как вынужденную меру, а как ценный ресурс для обогащения образовательного процесса. Когда в классе учатся дети с различными особенностями восприятия, мышления, коммуникации – это стимулирует учителя искать новые подходы, разрабатывать многоуровневые задания, использовать мультисенсорные методы объяснения материала. От этого выигрывают все ученики, не только те, кто имеет особые образовательные потребности.
В пособии вы найдете конкретные экспериментальные задачи по основным разделам школьного курса физики 8-9 классов с детальными рекомендациями по их адаптации для различных категорий учащихся. Мы постарались охватить все ключевые темы: от тепловых явлений до оптики, от электростатики до электромагнетизма. Для каждой темы предложены варианты модификации оборудования, альтернативные способы наблюдения и фиксации результатов, рекомендации по организации групповой работы.
Особое внимание в пособии уделяется вопросам безопасности, которые приобретают дополнительную актуальность в контексте инклюзивного класса. Мы также рассматриваем различные подходы к оцениванию достижений учащихся, понимая, что традиционная пятибалльная система не всегда справедливо отражает прогресс ребенка с особыми образовательными потребностями.
Это пособие не предлагает готовых рецептов на все случаи жизни – инклюзивное образование слишком многогранно и индивидуализировано. Но мы надеемся, что представленные идеи и методические разработки вдохновят вас на создание собственных адаптированных материалов, на поиск новых подходов к организации эксперимента в вашем уникальном классе.
Физика как наука открыта для всех, и мы верим, что каждый ребенок имеет право прикоснуться к ее тайнам, почувствовать радость открытия, испытать удовлетворение от успешно проведенного эксперимента. Давайте вместе сделаем физику доступной и увлекательной для каждого ученика!
Основная часть
Раздел 1. Теоретико-методологические основы
- Современные подходы к инклюзивному образованию в контексте преподавания физики
Инклюзивное образование в Республике Казахстан является стратегическим направлением развития образовательной системы, обеспечивающим равный доступ к качественному образованию для всех учащихся с учетом их индивидуальных потребностей. Преподавание физики как естественнонаучной дисциплины в инклюзивном классе представляет особую методическую задачу, требующую синтеза психолого-педагогических подходов и специфических методик обучения.
Согласно Приказу Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217, инклюзивное образование предполагает создание условий, учитывающих особые образовательные потребности и индивидуальные возможности каждого обучающегося. Физика, как экспериментальная наука, предоставляет широкие возможности для реализации инклюзивного подхода через практическую деятельность учащихся.
Анализ содержания учебной программы по физике для 8-9 классов показывает, что она включает разделы, охватывающие тепловые явления, электростатику, электродинамику, электромагнитные и световые явления. Каждый из этих разделов требует специфического подхода к организации экспериментальных работ в инклюзивном классе с учетом того, что учащиеся могут иметь различные особенности восприятия информации.
Физика как предмет имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при организации инклюзивного обучения:
1. Абстрактность многих понятий и законов, требующих визуализации и конкретизации через эксперимент.
2. Необходимость работы с физическими приборами и оборудованием, требующими мелкой моторики и пространственного восприятия.
3. Математическая составляющая предмета, предполагающая выполнение расчетов и построение графиков.
4. Мультисенсорный характер восприятия физических явлений (визуальный, тактильный, слуховой).
В контексте инклюзивного образования следует выделить несколько современных подходов, эффективных для преподавания физики:
Универсальный дизайн в обучении (Universal Design for Learning) — подход, предполагающий создание такой образовательной среды, где каждый ученик может получать и демонстрировать знания различными способами. В преподавании физики это реализуется через:
- Предоставление учебных материалов в разных форматах (текстовом, аудио, видео, тактильном).
- Использование различных методов объяснения физических явлений.
- Вариативность форм представления результатов экспериментальной работы учащимися.
- Использование цифровых технологий и симуляций для визуализации физических процессов.
Дифференцированный подход — адаптация содержания, процесса и продукта обучения к индивидуальным возможностям учащихся. При преподавании физики этот подход реализуется через:
- Разработку многоуровневых экспериментальных заданий.
- Варьирование степени самостоятельности при выполнении лабораторных работ.
- Индивидуализацию темпа выполнения экспериментов.
- Модификацию инструкций и экспериментального оборудования.
Обучение в сотрудничестве — создание условий для активного взаимодействия учащихся в процессе обучения. В рамках физического эксперимента это:
- Организация работы в гетерогенных группах.
- Распределение ролей с учетом сильных сторон каждого ученика.
- Взаимное обучение и поддержка.
- Коллективное обсуждение результатов и формулирование выводов.
Мультисенсорный подход — вовлечение различных каналов восприятия в процесс обучения. Для физики как экспериментальной науки это особенно актуально:
- Визуализация невидимых физических явлений (электрическое поле, магнитное поле).
- Использование тактильных моделей для понимания абстрактных понятий.
- Применение звуковых сигналов при проведении экспериментов.
- Кинестетическое моделирование физических процессов.
Формирующее оценивание — непрерывный процесс наблюдения за учебной деятельностью учащихся, предоставление обратной связи и корректировка обучения:
- Использование рубрик для оценки экспериментальной работы.
- Поэтапная оценка процесса проведения эксперимента.
- Самооценка и взаимооценка учащихся.
- Ведение портфолио экспериментальных работ.
Технологический подход — использование современных технологий для обеспечения доступности физического образования:
- Применение цифровых лабораторий с датчиками.
- Использование адаптивного программного обеспечения.
- Виртуальные лаборатории и симуляции.
- Ассистивные технологии для учащихся с особыми потребностями.
При разработке экспериментальных задач по физике для инклюзивного класса необходимо учитывать типы особых образовательных потребностей учащихся:
|
Особенность учащегося |
Адаптация экспериментальных заданий |
Особенности восприятия физического материала |
|
Нарушения зрения |
• Использование тактильных моделей • Звуковые индикаторы для приборов • Укрупненные шкалы приборов • Рельефные схемы и графики |
• Затруднена работа с визуальными демонстрациями • Сложность восприятия графического материала • Хорошее запоминание устной информации • Возможность тактильного исследования |
|
Нарушения слуха |
• Визуализация звуковых явлений • Письменные инструкции • Видеоматериалы с субтитрами • Световые индикаторы вместо звуковых |
• Затруднено восприятие устных объяснений • Хорошее восприятие визуальной информации • Потребность в наглядности процессов • Сложности с физическими терминами |
|
Нарушения опорно-двигательного аппарата |
• Эргономичное расположение оборудования • Использование устройств с крупными элементами управления • Адаптированные держатели и подставки • Дистанционное управление приборами |
• Ограничения в выполнении тонких манипуляций • Сложности с пространственной организацией • Необходимость в дополнительном времени • Возможные проблемы с письменной фиксацией данных |
Классификация экспериментальных задач по физике для инклюзивного класса может быть проведена по нескольким критериям:
По характеру познавательной деятельности:
- Демонстрационные (учитель показывает опыт, учащиеся наблюдают)
- Иллюстративные (подтверждение изученных закономерностей)
- Исследовательские (самостоятельное открытие закономерностей)
- Творческие (конструирование, моделирование)
По способу организации деятельности учащихся:
- Индивидуальные
- Парные
- Групповые
- Коллективные
По степени самостоятельности:
- С полной инструкцией
- С частичной инструкцией
- По общему плану
- С самостоятельным планированием
По характеру используемого оборудования:
- Со стандартным оборудованием
- С адаптированным оборудованием
- С самодельными приборами
- С виртуальными лабораториями
|
Тип экспериментальной задачи |
Преимущества для инклюзивного класса |
Примеры по разделам физики 8-9 класса |
|
Качественные эксперименты (наблюдение, описание, объяснение) |
• Доступны для учащихся с разным уровнем подготовки • Позволяют сосредоточиться на физической сути явления • Не требуют сложных математических расчетов |
• Наблюдение диффузии • Исследование конвекции в жидкостях • Изучение магнитного поля постоянных магнитов • Наблюдение явления электромагнитной индукции |
|
Количественные эксперименты (измерение, построение графиков, анализ) |
• Развивают измерительные навыки • Позволяют установить математические закономерности • Формируют навыки работы с данными |
• Определение удельной теплоемкости вещества • Исследование зависимости сопротивления от температуры• Проверка закона Ома • Измерение фокусного расстояния линзы |
|
Конструкторские эксперименты (создание моделей, устройств) |
• Развивают творческие способности • Позволяют проявить индивидуальность • Повышают мотивацию |
• Изготовление простейшего калориметра • Сборка простейшего электроскопа • Конструирование электромагнита • Создание простейших оптических приборов |
Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач предполагает учет различных уровней познавательных возможностей учащихся:
1. Базовый уровень — выполнение эксперимента по подробной инструкции с четким алгоритмом действий, простыми измерениями и минимальными расчетами.
2. Средний уровень — эксперимент с частичной инструкцией, предполагающий самостоятельное планирование отдельных этапов, анализ результатов и формулирование выводов.
3. Высокий уровень — исследовательский эксперимент с самостоятельным планированием, выдвижением гипотез, выбором оборудования и методов измерения.
Важным аспектом является обеспечение доступности физического оборудования. Для этого целесообразно:
- Создавать наборы адаптированных приборов с учетом особенностей учащихся.
- Использовать цветовое кодирование элементов оборудования.
- Применять укрупненные шкалы и обозначения.
- Дополнять стандартное оборудование тактильными и звуковыми элементами.
Инновационные подходы в преподавании физики в инклюзивном классе также включают:
- Использование 3D-моделирования и печати для создания тактильных моделей физических явлений.
- Применение технологий дополненной реальности для визуализации невидимых процессов.
- Разработку специализированных мобильных приложений для проведения измерений и обработки данных.
- Создание междисциплинарных проектов, интегрирующих физику с другими предметами.
При организации экспериментальной деятельности в инклюзивном классе необходимо обеспечить:
- Безопасность всех участников эксперимента.
- Комфортную эмоциональную атмосферу.
- Возможность выбора уровня сложности и способа выполнения задания.
- Поддержку со стороны учителя или ассистента при необходимости.
Эффективное преподавание физики в инклюзивном классе требует от учителя готовности к постоянному профессиональному развитию, освоению новых методик и технологий, а также сотрудничества с коллегами, психологами, дефектологами и родителями учащихся.
- Особенности организации экспериментальных работ в инклюзивном классе
Организация экспериментальных работ в инклюзивном классе требует особого внимания к индивидуальным особенностям учащихся и созданию условий, при которых каждый ученик сможет максимально эффективно участвовать в познавательной деятельности. Исходя из тематики учебника физики для 8-9 классов Казахстана, где рассматриваются тепловые явления, электростатика, электрический ток, электромагнитные и световые явления, можно выделить специфические аспекты организации экспериментальных работ.
При организации физического практикума в инклюзивном классе важно учитывать характер и степень особых образовательных потребностей учащихся. Так, для учеников с нарушениями зрения эксперименты по термодинамике могут быть адаптированы через использование термочувствительных материалов, позволяющих тактильно ощущать изменение температуры. При изучении электрических явлений для таких учащихся эффективно использование звуковой индикации наличия тока в цепи и специальных рельефных схем электрических цепей.
Для учащихся с нарушениями слуха при изучении акустических явлений целесообразно применение визуализации звуковых волн через осциллограф или приложения для смартфонов, позволяющие "видеть" звук. При проведении экспериментов по оптике важно обеспечить четкие письменные инструкции и наглядные схемы эксперимента.
Учащиеся с нарушениями опорно-двигательного аппарата при работе с физическими приборами могут использовать специальные держатели, штативы и адаптированные измерительные приборы с крупными элементами управления. При изучении тепловых явлений для них можно предусмотреть использование безопасных термометров с увеличенной шкалой и устойчивым основанием.
Эффективная организация экспериментальной работы в инклюзивном классе основывается на нескольких ключевых принципах. Во-первых, все учащиеся должны иметь возможность активного участия, поэтому эксперимент должен предусматривать различные роли и способы вовлечения. Например, при изучении закона Ома один ученик может отвечать за снятие показаний, другой – за изменение параметров цепи, третий – за фиксацию результатов, четвертый – за построение графиков.
Во-вторых, необходима предварительная адаптация учебного оборудования и рабочего места. При изучении магнитных явлений можно использовать магниты различных размеров и форм с текстурированной поверхностью для учащихся с нарушениями зрения, а рабочее место ученика с нарушениями опорно-двигательного аппарата должно быть организовано так, чтобы все необходимые приборы находились в зоне досягаемости.
|
Раздел физики |
Адаптация оборудования |
Организация работы |
Формы фиксации результатов |
|
Тепловые явления |
• Термометры с крупной шкалой • Термочувствительные материалы • Калориметры с устойчивым основанием • Цветовая индикация температуры |
• Работа в парах (наблюдатель + исполнитель) • Предварительная демонстрация • Пошаговые инструкции |
• Аудиозапись наблюдений • Фотографирование этапов • Готовые формы для заполнения • Термограммы |
|
Электрические явления |
• Цветовая маркировка проводов • Звуковая индикация • Укрупненные элементы • Магнитные держатели компонентов |
• Распределение ролей • Работа на электронных симуляторах • Сборка цепей на магнитной доске |
• Готовые электрические схемы • Фотофиксация • Аудиозаписи выводов • Графики на специальной бумаге |
|
Оптические явления |
• Лазерные указки с крупными кнопками • Увеличенные линзы и зеркала • Контрастные экраны • Оптические скамьи с фиксаторами |
• Эксперимент по станциям • Работа с виртуальными моделями • Ротация ролей в группе |
• Схемы хода лучей • Фотографии оптических эффектов • Видеозапись эксперимента • Графические модели |
В-третьих, необходимо уделять внимание темпу работы. Ученикам с различными образовательными потребностями может требоваться разное количество времени для выполнения одних и тех же операций. Поэтому при изучении закономерностей диффузии или процессов кипения и конденсации целесообразно предусматривать вариативность заданий по объему и сложности, а также возможность продолжения работы во внеурочное время.
Четвертый принцип – доступность инструкций и материалов. Для учащихся с различными особенностями восприятия информации инструкции к экспериментальным работам должны предоставляться в различных форматах: печатном (с крупным шрифтом и высоким контрастом), аудио, видео с субтитрами. При изучении электромагнитной индукции или оптических приборов полезно создавать тактильные схемы и модели, позволяющие лучше понять пространственную структуру изучаемых явлений.
Пятый принцип – безопасность. Особое внимание следует уделять безопасности при проведении экспериментов с электрическим током и тепловыми явлениями . Для этого целесообразно использовать источники питания с ограничением по току, термостойкие материалы, защитные экраны и перчатки. Важно проводить подробный инструктаж по технике безопасности в доступной для всех учащихся форме.
При организации групповой работы эффективна модель формирования гетерогенных групп, где учащиеся с различными особенностями могут дополнять друг друга. Например, при изучении электрических цепей ученик с хорошим аналитическим мышлением может отвечать за расчеты, учащийся с хорошей мелкой моторикой – за сборку схемы, а ученик с развитыми коммуникативными навыками – за представление результатов.
|
Тип особых образовательных потребностей |
Рекомендуемые роли в эксперименте |
Необходимая поддержка |
Потенциальные трудности |
|
Нарушения зрения |
• Анализ данных • Формулирование гипотез и выводов • Устная презентация результатов • Фиксация аудиоданных |
• Тактильные модели • Звуковые индикаторы • Ассистент для описания визуальных эффектов • Аудиозапись инструкций |
• Работа с графиками • Считывание показаний приборов • Наблюдение быстропротекающих процессов • Цветовая дифференциация |
|
Нарушения слуха |
• Наблюдение • Фиксация данных • Построение графиков • Фотофиксация |
• Письменные инструкции • Визуальные сигналы • Схемы и диаграммы • Субтитры к видеоинструкциям |
• Восприятие устных инструкций • Групповое обсуждение • Работа со звуковыми явлениями • Коммуникация в группе |
|
Нарушения опорно-двигательного аппарата |
• Планирование эксперимента • Обработка данных • Теоретический анализ • Компьютерное моделирование |
• Адаптированное рабочее место • Эргономичные инструменты • Ассистент для манипуляций • Дистанционное управление |
• Мелкая моторика • Манипуляции с приборами • Пространственная ориентация • Быстрая смена деятельности |
Важным аспектом является использование цифровых технологий и виртуальных лабораторий. При изучении электромагнитных явлений или световых явлений виртуальные симуляторы позволяют наблюдать процессы, недоступные непосредственному восприятию, а также безопасно экспериментировать с параметрами системы. Для учащихся с ограниченной подвижностью компьютерные модели дают возможность активного участия в эксперименте через использование адаптированных устройств ввода.
Для фиксации результатов экспериментов также необходимо предусматривать различные способы: стандартные лабораторные журналы, аудиозаписи, фотографии, видеоотчеты, электронные таблицы. При изучении графических закономерностей, например, зависимости силы тока от напряжения, для учащихся с нарушениями зрения можно использовать рельефную бумагу или программы с аудиоописанием графиков.
Особого внимания требует подготовка учителя к проведению экспериментальных работ в инклюзивном классе. Необходимо заранее прогнозировать возможные трудности, с которыми могут столкнуться учащиеся, и продумывать альтернативные способы выполнения заданий. Например, при изучении законов отражения и преломления света для учащихся с нарушениями зрения можно подготовить тактильные модели, демонстрирующие ход лучей.
Важно также устанавливать реалистичные ожидания от результатов экспериментальной работы для каждого ученика, учитывая его индивидуальные возможности. Критерии оценки должны быть дифференцированными и учитывать не только точность измерений и правильность выводов, но и степень самостоятельности, активность участия, умение сотрудничать.
Эффективная организация экспериментальных работ в инклюзивном классе требует междисциплинарного подхода и сотрудничества с другими специалистами: психологами, дефектологами, тьюторами. Регулярное обсуждение прогресса учащихся и эффективности применяемых методик позволяет своевременно корректировать подходы к организации практикума.
Опыт показывает, что при правильной организации экспериментальной работы в инклюзивном классе выигрывают все учащиеся, не только те, кто имеет особые образовательные потребности. Совместная деятельность развивает эмпатию, умение сотрудничать, находить нестандартные решения проблем, что является важными компетенциями в современном мире.
- Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач
Методика дифференцированного подхода при постановке экспериментальных задач по физике в инклюзивном классе основывается на глубоком понимании как содержания физического образования, так и особенностей учащихся. Анализируя разделы учебника физики для 8-9 классов школ Казахстана, мы видим, что программа включает разнообразные темы: от тепловых явлений и термодинамики до электростатики, электродинамики и оптики. Каждый из этих разделов представляет специфические возможности и вызовы при организации экспериментальной деятельности учащихся с различными образовательными потребностями.
Дифференцированный подход предполагает вариативность экспериментальных заданий по нескольким параметрам: сложность, степень самостоятельности, форма представления результатов, используемое оборудование. Важно понимать, что дифференциация – это не упрощение задания для отдельных учащихся, а создание оптимальных условий для максимального развития каждого ученика с учетом его стартовых возможностей.
При разработке экспериментальных задач для изучения тепловых явлений можно предусмотреть разные уровни заданий. Например, при изучении диффузии базовый уровень может предполагать наблюдение процесса диффузии в жидкостях разной температуры по готовому протоколу с заданными временными интервалами. Средний уровень может включать сравнительное исследование скорости диффузии в различных средах с самостоятельным выбором временных интервалов наблюдения. Продвинутый уровень может предполагать исследование факторов, влияющих на скорость диффузии, с самостоятельным планированием эксперимента и выбором измеряемых параметров.
|
Уровень сложности |
Характеристики экспериментальных задач |
Примеры для разных разделов физики 8-9 класса |
Оценивание |
|
Базовый |
• Четкие пошаговые инструкции • Подготовленное оборудование • Простые измерения • Минимальные расчеты • Готовые формы для записи результатов |
• Изучение плавления льда • Сборка простой электрической цепи • Наблюдение отражения света в зеркале |
• Правильность выполнения процедуры • Точность измерений • Соответствие выводов наблюдениям • Аккуратность оформления |
|
Средний |
• Частичные инструкции • Выбор из предложенных методик • Несколько измеряемых параметров • Построение графиков • Анализ погрешностей |
• Определение удельной теплоемкости вещества • Исследование последовательного и параллельного соединения • Определение фокусного расстояния линзы |
• Обоснованность выбора методики • Точность измерений и расчетов • Качество анализа результатов • Самостоятельность выводов |
|
Продвинутый |
• Общая цель без детальных инструкций • Самостоятельное планирование • Выбор оборудования • Многофакторный анализ • Творческое представление результатов |
• Исследование энергетического баланса в тепловых процессах • Создание электромагнита с заданными свойствами • Конструирование простейшего оптического прибора |
• Оригинальность подхода • Комплексность исследования • Обоснованность выводов • Практическая значимость результатов |
При изучении электрических явлений для учащихся с нарушениями зрения можно адаптировать экспериментальные задачи, используя приборы со звуковой индикацией силы тока. Для проверки закона Ома можно предложить установку, где изменение силы тока сопровождается изменением высоты звукового сигнала, что позволит ученику самостоятельно фиксировать зависимость между параметрами. Для учащихся с нарушениями слуха при изучении электрических явлений эффективно использование световой индикации и визуальных схем.
Важным аспектом дифференцированного подхода является вариативность форм представления результатов экспериментальной работы. Учащиеся с трудностями письменной речи могут представлять результаты в виде аудиозаписи, видеоотчета или структурированной схемы с минимальным текстовым сопровождением. При изучении световых явлений вместо традиционного письменного отчета ученик может создать фотоальбом с демонстрацией оптических эффектов или трехмерную модель хода лучей.
При разработке экспериментальных задач по изучению агрегатных состояний вещества можно предусмотреть различные роли для учащихся в групповой работе. Например, при исследовании процесса кипения один ученик может отвечать за измерение температуры, другой – за фиксацию времени, третий – за наблюдение и описание визуальных изменений, четвертый – за ведение протокола. Это позволяет каждому участнику внести вклад в общую работу, выполняя задачу, соответствующую его возможностям.
Использование цифровых лабораторий и датчиков существенно расширяет возможности дифференциации экспериментальных задач. При изучении термодинамики цифровые датчики температуры позволяют получать точные данные с минимальными требованиями к мелкой моторике. При исследовании электромагнитных явлений датчики магнитного поля дают возможность визуализировать невидимые процессы, что особенно важно для учащихся с нарушениями зрения.
|
Особенности учащихся |
Адаптация экспериментальных задач |
Способы представления результатов |
Примеры из программы 8-9 класса |
|
Трудности мелкой моторики |
• Использование устойчивых приборов • Укрупненные элементы управления • Фиксаторы положения • Замена мелких операций на альтернативные |
• Фотоотчет с комментариями • Устный рассказ по плану • Наблюдение и анализ • Сотрудничество с партнером |
• Изучение теплопроводности через наблюдение без мелких манипуляций • Магнитные явления с использованием крупных магнитов • Оптические демонстрации с закрепленными на штативах приборами |
|
Трудности с абстрактным мышлением |
• Конкретизация задач • Пошаговые инструкции • Визуализация процессов • Связь с жизненным опытом |
• Заполнение готовых форм • Выбор из предложенных вариантов • Создание моделей • Демонстрация опытов |
• Процессы испарения на примере бытовых ситуаций • Электрические цепи с использованием аналогий • Преломление света через практические примеры |
|
Высокий потенциал |
• Открытые исследовательские задачи • Многофакторные эксперименты • Разработка установок • Междисциплинарные проекты |
• Научные отчеты • Исследовательские работы • Цифровые презентации • Обучающие материалы для других |
• Энергосбережение через комплексное исследование • Конструирование электроизмерительных приборов • Разработка оптических систем для решения практических задач |
Еще одним важным аспектом дифференцированного подхода является адаптация инструкций к экспериментальным работам. Для учащихся с трудностями восприятия текстовой информации инструкции могут быть представлены в виде схем, пиктограмм, видеодемонстраций. Для учащихся с высоким потенциалом инструкции могут содержать лишь общую постановку проблемы и перечень доступного оборудования, оставляя простор для творческого подхода к решению.
При изучении электромагнитных явлений дифференциация может осуществляться через вариативность сложности исследуемых электромагнитных устройств. На базовом уровне учащиеся могут исследовать простейший электромагнит и факторы, влияющие на его силу. На среднем уровне – изучать принцип работы электромагнитного реле. На продвинутом уровне – конструировать электромагнитные устройства с заданными характеристиками.
Особого внимания требует организация экспериментальных работ для учащихся с комбинированными нарушениями. В этом случае эффективно использование элементов тьюторского сопровождения, когда более подготовленный ученик или ассистент учителя помогает ученику с особыми потребностями, но не выполняет работу за него. Например, при изучении световых явлений тьютор может помочь ученику с нарушениями зрения и опорно-двигательного аппарата в размещении оптических приборов, но наблюдения и выводы ученик делает самостоятельно.
Важным элементом дифференцированного подхода является система оценивания экспериментальной работы. Критерии оценки должны учитывать индивидуальные возможности учащихся и акцентировать внимание на личном прогрессе, а не на сравнении с другими учениками. Например, при оценивании экспериментальной работы по изучению закона Джоуля-Ленца для одного ученика ключевым критерием может быть точность измерений, для другого – качество анализа полученных данных, для третьего – практическое применение результатов.
Дифференцированный подход при постановке экспериментальных задач требует от учителя физики глубокого знания как своего предмета, так и психолого-педагогических особенностей учащихся. Систематическое наблюдение за работой учеников, анализ их успехов и трудностей позволяет своевременно корректировать уровень сложности и характер заданий, обеспечивая оптимальные условия для развития каждого ученика.
Практика показывает, что при грамотной реализации дифференцированного подхода у учащихся формируется положительная мотивация к изучению физики, развиваются навыки самостоятельной исследовательской деятельности, повышается самооценка. Кроме того, участие в экспериментальной деятельности способствует лучшему пониманию физических законов и явлений, формированию естественнонаучной картины мира.
Раздел 2. Тепловые явления и термодинамика
- Экспериментальные задачи по теме "Тепловые явления"
Адаптированные эксперименты по исследованию диффузии
Задача "Визуализация диффузии в жидкостях разной температуры"
Учащимся предлагается исследовать процесс диффузии и влияние температуры на скорость этого процесса. Для эксперимента понадобятся три прозрачных сосуда с водой разной температуры (холодная, комнатной температуры, горячая), кристаллы перманганата калия (марганцовки) или пищевого красителя.
Ученики опускают одновременно по одному кристаллу марганцовки в каждый сосуд и наблюдают, как распространяется окрашивание. Проводят измерения времени, за которое окрашивание достигнет определенной отметки на сосуде. По результатам строится график зависимости скорости диффузии от температуры.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать ярко контрастные красители (например, синий или фиолетовый); сосуды устанавливать на белый фон; применять тактильные метки для обозначения уровня жидкости; работать в парах, где партнер может описывать наблюдаемые изменения.
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата: использовать устойчивые сосуды на нескользящей поверхности; обеспечить специальные держатели для кристаллов красителя; предусмотреть возможность использования фотофиксации процесса.
- Для учащихся с нарушениями слуха: предоставить подробные письменные инструкции с иллюстрациями; использовать карточки с ключевыми терминами.
- Для всех учащихся: предусмотреть возможность видеозаписи эксперимента для последующего анализа в замедленном режиме.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Правильно подготовлены три сосуда с водой разных температур (холодная, комнатная, горячая), температура измерена и зафиксирована точно; сосуды одинаковые, прозрачные, с четкими отметками для наблюдения; кристаллы красителя подобраны одинакового размера. 2 балла: Подготовлены три сосуда с водой разных температур, температура измерена; сосуды примерно одинаковые; есть отметки для наблюдения; размер кристаллов примерно одинаковый. 1 балл: Подготовлены сосуды с водой разных температур, но температура не измерена точно; отметки для наблюдения нечеткие; размер кристаллов различается. 0 баллов: Сосуды подготовлены неправильно, нет четкого разделения по температурам, отсутствуют отметки для наблюдения. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Кристаллы опущены одновременно во все сосуды; время измерено с точностью до секунды; зафиксировано время достижения красителем нескольких отметок; измерения проведены минимум в трех повторностях. 3 балла: Кристаллы опущены одновременно; время измерено точно; зафиксировано время достижения одной-двух отметок; проведено 2 повторности. 2 балла: Есть небольшая задержка при опускании кристаллов; время измерено; проведена только одна серия измерений. 1 балл: Значительная задержка при опускании кристаллов; неточные измерения времени; отсутствие повторностей. 0 баллов: Измерения проведены некорректно или не проведены. |
|
Обработка результатов |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в таблицу; правильно рассчитана скорость диффузии для каждой температуры; построен корректный график зависимости скорости диффузии от температуры с подписанными осями и единицами измерения; проведена статистическая обработка данных. 3 балла: Данные представлены в таблице; рассчитана скорость диффузии; построен график зависимости с подписанными осями. 2 балла: Данные представлены в таблице; расчет скорости выполнен с погрешностями; график построен с небольшими ошибками. 1 балл: Данные представлены частично; расчеты содержат ошибки; график отсутствует или содержит серьезные ошибки. 0 баллов: Данные не обработаны или обработаны неверно. |
|
Анализ и выводы |
3 |
3 балла: Сформулирован четкий вывод о зависимости скорости диффузии от температуры; представлено научное объяснение на молекулярном уровне; проведен сравнительный анализ результатов для разных температур; предложены идеи для дальнейших исследований. 2 балла: Сформулирован вывод о зависимости скорости диффузии от температуры; дано объяснение наблюдаемого явления; проведено сравнение результатов. 1 балл: Вывод сформулирован нечетко; объяснение поверхностное; сравнительный анализ отсутствует. 0 баллов: Выводы отсутствуют или не соответствуют результатам эксперимента. |
Общая оценка: Максимум 14 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
12-14 баллов: отлично (5)
9-11 баллов: хорошо (4)
5-8 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 5 баллов: неудовлетворительно (2)
Измерение температуры различными способами
Задача "Исследование точности и особенностей различных термометров"
Учащимся предлагается сравнить показания различных типов термометров: жидкостного, электронного, инфракрасного, биметаллического. Исследование проводится путем измерения температуры различных объектов (воздух в помещении, горячая вода, лед, поверхность тела) всеми видами термометров. Фиксируются показания, определяется погрешность измерений, выявляются преимущества и недостатки каждого типа термометров.
Дополнительно предлагается создать простейший жидкостный термометр из пластиковой бутылки, трубочки и подкрашенной воды, провести его калибровку и оценить точность.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать термометры со звуковой индикацией или с крупной шкалой; применять тактильные термометры, изменяющие форму/текстуру при изменении температуры; работать с термохромными материалами.
- Для учащихся с особенностями интеллектуального развития: упростить задачу – сравнивать только два типа термометров; использовать цветовую кодировку температурных диапазонов; предоставить шаблоны для записи результатов.
- Для учащихся с СДВГ: четко структурировать этапы работы; использовать таймеры для регулирования времени каждого этапа; минимизировать отвлекающие факторы.
- Для всех учащихся: обеспечить безопасность при работе с термометрами, особенно стеклянными и при измерении высоких температур.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Организация измерений |
3 |
3 балла: Правильно организованы измерения всеми типами термометров (жидкостный, электронный, инфракрасный, биметаллический); выбраны разнообразные объекты для измерения с различными температурными характеристиками; измерения проведены в одинаковых условиях для всех типов термометров; соблюдены правила безопасности. 2 балла: Организованы измерения всеми типами термометров; выбраны основные объекты для измерения; условия измерения в целом соблюдены; учтены основные правила безопасности. 1 балл: Организованы измерения не всеми типами термометров; выбор объектов ограничен; условия измерения частично соблюдены; есть нарушения правил безопасности. 0 баллов: Измерения организованы хаотично; не соблюдены условия для корректного сравнения; нарушены правила безопасности. |
|
Точность измерений |
4 |
4 балла: Проведено не менее трёх повторных измерений каждым термометром для всех объектов; вычислены средние значения; определена абсолютная и относительная погрешность каждого прибора; проведена перекрестная проверка показаний. 3 балла: Проведено два-три повторных измерения каждым термометром; вычислены средние значения; определена погрешность приборов. 2 балла: Проведено по одному измерению каждым прибором; сделана попытка определить погрешность. 1 балл: Измерения проведены неполно; погрешность не определена или определена неверно. 0 баллов: Отсутствуют систематические измерения или результаты недостоверны. |
|
Анализ характеристик термометров |
3 |
3 балла: Подробно проанализированы преимущества и недостатки каждого типа термометров; выявлены особенности применения в различных условиях; определена скорость реакции на изменение температуры; оценена надежность показаний. 2 балла: Проанализированы основные преимущества и недостатки термометров; отмечены особенности применения; частично оценена скорость реакции и надежность. 1 балл: Анализ преимуществ и недостатков поверхностный; особенности применения описаны фрагментарно. 0 баллов: Отсутствует анализ характеристик термометров или анализ некорректен. |
|
Создание и калибровка термометра |
4 |
4 балла: Самостоятельно создан функциональный жидкостный термометр; проведена точная калибровка по двум и более реперным точкам; построена градуировочная шкала; определена цена деления; оценена погрешность самодельного прибора. 3 балла: Создан функциональный термометр; проведена калибровка по двум точкам; построена шкала; оценена приблизительная погрешность. 2 балла: Создан термометр с ограниченной функциональностью; проведена простая калибровка; шкала неточная. 1 балл: Попытка создания термометра с существенными недостатками; калибровка отсутствует или некорректна. 0 баллов: Термометр не создан или нефункционален. |
|
Представление результатов |
3 |
3 балла: Результаты представлены в формате наглядных таблиц и графиков; данные систематизированы; сделаны четкие выводы о сравнительной точности термометров; представлены рекомендации по применению различных типов термометров для конкретных задач. 2 балла: Результаты представлены в таблицах; данные в целом систематизированы; сделаны основные выводы о точности термометров. 1 балл: Представление результатов фрагментарное; данные систематизированы частично; выводы поверхностные. 0 баллов: Результаты не представлены в структурированном виде; отсутствуют выводы. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Эксперименты по изучению внутренней энергии и теплопередачи
Задача "Исследование процессов теплообмена между телами"
Учащиеся исследуют процесс теплообмена между телами разной массы и температуры. Для эксперимента используются калориметр, наборы металлических цилиндров (алюминий, медь, сталь) одинаковой массы, термометры, нагреватель.
Нагретые до определенной температуры цилиндры последовательно погружают в калориметр с холодной водой. Измеряют начальную и конечную температуру воды и цилиндра, вычисляют количество переданной теплоты, определяют удельную теплоемкость металлов, строят графики изменения температуры.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать цилиндры с тактильной маркировкой (разная текстура поверхности для разных металлов); термометры со звуковой индикацией; обеспечить шаблоны для построения графиков на рельефной бумаге.
- Для учащихся с нарушениями слуха: предоставить письменные инструкции и использовать визуальные сигналы для обозначения времени измерений; применять световую индикацию для термометров.
- Для учащихся с особенностями моторного развития: предусмотреть специальные держатели для цилиндров и термометров; использовать устойчивые калориметры с широким основанием; применять безопасные нагреватели с автоматическим отключением.
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра: обеспечить предсказуемость процедуры эксперимента; минимизировать сенсорные раздражители; предоставить возможность отслеживать изменения на цифровых приборах.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Калориметр подготовлен с соблюдением всех требований (теплоизоляция, точное измерение массы воды); металлические цилиндры правильно идентифицированы и нагреты до заданной температуры с минимальными потерями тепла; термометры откалиброваны и установлены корректно; все измерительные приборы подготовлены для точного снятия показаний. 2 балла: Калориметр подготовлен с базовой теплоизоляцией; цилиндры нагреты, но с некоторыми потерями тепла при переносе; термометры установлены корректно; основные измерительные приборы подготовлены. 1 балл: Калориметр подготовлен с недостаточной теплоизоляцией; нагрев цилиндров проведен с существенными потерями тепла; погрешности в установке приборов. 0 баллов: Калориметр не обеспечивает необходимой изоляции; нагрев цилиндров произведен некорректно; приборы установлены неправильно. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Точно измерены начальные температуры воды и каждого цилиндра; погружение цилиндров в калориметр выполнено с минимальными теплопотерями; измерение конечной температуры произведено после достижения теплового равновесия; эксперимент повторен не менее 3 раз для каждого материала; расчет погрешности измерений выполнен корректно. 3 балла: Измерены начальные и конечные температуры; погружение выполнено с незначительными теплопотерями; измерение конечной температуры произведено близко к точке теплового равновесия; эксперимент повторен 2 раза для каждого материала. 2 балла: Базовые измерения проведены, но с некоторыми неточностями; существенные теплопотери при переносе цилиндров; недостаточное время для установления теплового равновесия; эксперимент проведен однократно. 1 балл: Значительные неточности в измерениях; не учтены потери тепла; преждевременное снятие показаний конечной температуры. 0 баллов: Измерения проведены некорректно или не в полном объеме. |
|
Расчеты и обработка данных |
4 |
4 балла: Правильно вычислено количество переданной теплоты для каждого эксперимента; точно определена удельная теплоемкость всех металлов с учетом теплоемкости калориметра; рассчитана относительная погрешность измерений; проведено сравнение полученных значений с табличными; построены аккуратные графики изменения температуры с течением времени. 3 балла: Вычислено количество переданной теплоты; определена удельная теплоемкость металлов с учетом основных факторов; построены графики изменения температуры. 2 балла: Базовые расчеты выполнены с некоторыми неточностями; частичный учет теплоемкости калориметра; графики построены с погрешностями. 1 балл: Существенные ошибки в расчетах; не учтена теплоемкость калориметра; графики отсутствуют или содержат серьезные ошибки. 0 баллов: Расчеты не выполнены или выполнены неверно. |
|
Анализ результатов |
3 |
3 балла: Проведен глубокий анализ зависимости скорости теплообмена от материала цилиндра; выявлены факторы, влияющие на процесс теплопередачи; объяснены различия в теплоемкости разных металлов на молекулярном уровне; проанализированы возможные источники погрешностей и их влияние на результаты. 2 балла: Проанализирована зависимость скорости теплообмена от материала; отмечены основные факторы, влияющие на процесс; дано базовое объяснение различий в теплоемкости; указаны основные источники погрешностей. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; ограниченное объяснение различий в теплоемкости; минимальное рассмотрение погрешностей. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Практическое применение |
3 |
3 балла: Предложены конкретные практические примеры применения полученных знаний о теплообмене в технике, строительстве и повседневной жизни; разработаны рекомендации по эффективному использованию различных материалов для теплоизоляции или теплопередачи; продемонстрирована связь между теоретическими знаниями и практическими приложениями. 2 балла: Приведены основные примеры практического применения знаний о теплообмене; предложены общие рекомендации по использованию материалов; установлена связь с практикой. 1 балл: Приведены отдельные примеры практического применения без детализации; поверхностная связь с практикой. 0 баллов: Отсутствуют примеры практического применения или они некорректны. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Конвекция и тепловое излучение в практических заданиях
Задача "Визуализация и исследование различных видов теплопередачи"
Учащиеся исследуют процессы конвекции и теплового излучения через серию наблюдений и экспериментов. Для демонстрации конвекции используется установка с водой и краской: в сосуд с холодной водой на дно помещается небольшой источник тепла (свеча в водонепроницаемой оболочке), рядом с которым размещены кристаллы красителя. При нагревании наблюдается движение окрашенной воды вверх, формирование конвекционных потоков.
Для исследования теплового излучения используются две одинаковые металлические банки – одна покрыта черной матовой краской, другая – белой глянцевой. Банки наполняются горячей водой одинаковой температуры, и через равные промежутки времени измеряется температура воды в обеих банках. Строятся графики охлаждения, делаются выводы о влиянии цвета и текстуры поверхности на интенсивность теплового излучения.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения: использовать термокамеру или термобумагу для визуализации теплового излучения; предусмотреть тактильные модели конвекционных потоков; работать с объемными графиками температурных изменений.
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями: упростить эксперимент – исследовать только один вид теплопередачи; использовать наглядные аналогии из повседневной жизни; предоставить пошаговые карточки с иллюстрациями.
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата: обеспечить устойчивую установку с надежной фиксацией сосудов; предусмотреть возможность дистанционного измерения температуры; использовать легкодоступные кнопки управления.
- Для учащихся с сенсорной чувствительностью: предупреждать о возможных изменениях температуры; использовать безопасные температурные диапазоны; обеспечить защитные перчатки и очки при необходимости.
- Для всех учащихся: обеспечить строгое соблюдение техники безопасности при работе с источниками тепла; предусмотреть альтернативные варианты визуализации через компьютерное моделирование.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Установка и проведение эксперимента по конвекции |
4 |
4 балла: Экспериментальная установка собрана с точным соблюдением всех параметров; расположение источника тепла и красителя оптимально для наблюдения конвекционных потоков; обеспечена безопасность при работе с источником тепла; процесс наблюдения организован систематически с фиксацией всех стадий формирования потоков; проведено не менее 3 повторений с вариацией параметров. 3 балла: Установка собрана корректно; расположение компонентов позволяет наблюдать конвекционные потоки; соблюдены основные правила безопасности; наблюдение проведено с фиксацией основных стадий; эксперимент повторен 1-2 раза. 2 балла: Установка функциональна, но имеет недостатки; наблюдение конвекционных потоков затруднено из-за неоптимального расположения компонентов; основные правила безопасности соблюдены; фиксация стадий процесса неполная; отсутствуют повторные эксперименты. 1 балл: Существенные недостатки в сборке установки; конвекционные потоки наблюдаются с трудом; имеются нарушения правил безопасности; фиксация результатов фрагментарная. 0 баллов: Установка не функциональна или собрана неправильно; конвекционные потоки не наблюдаются; грубые нарушения техники безопасности. |
|
Проведение эксперимента по тепловому излучению |
4 |
4 балла: Методически верно подготовлены две идентичные банки с различным покрытием; температура воды и объем точно выверены и одинаковы для обеих банок; измерения температуры проводятся систематически через равные промежутки времени с высокой точностью; учтены все внешние факторы, способные повлиять на эксперимент; данные фиксируются в структурированном виде с указанием времени измерения. 3 балла: Банки подготовлены с незначительными различиями в параметрах; начальная температура воды практически одинакова; измерения проводятся регулярно; основные внешние факторы учтены; данные фиксируются систематически. 2 балла: Заметные различия в параметрах банок; начальная температура воды имеет расхождения; измерения проводятся с нерегулярными интервалами; некоторые внешние факторы не учтены; фиксация данных недостаточно структурирована. 1 балл: Существенные различия в параметрах экспериментальных объектов; значительные расхождения в начальных условиях; нерегулярные и неточные измерения; большинство внешних факторов не учтены. 0 баллов: Параметры банок несопоставимы; начальные условия критически различаются; измерения проведены некорректно или отсутствуют. |
|
Обработка данных и построение графиков |
3 |
3 балла: Данные систематизированы в подробные таблицы с указанием всех необходимых параметров; построены точные графики охлаждения для обеих банок в единой системе координат; графики имеют все необходимые обозначения (оси, единицы измерения, легенда); выполнен расчет скорости охлаждения для разных интервалов времени; проведена статистическая обработка результатов с определением погрешностей. 2 балла: Данные представлены в таблицах с основными параметрами; построены графики охлаждения с необходимыми обозначениями; рассчитана общая скорость охлаждения; базовая оценка погрешностей. 1 балл: Данные представлены частично или неструктурированно; графики построены с ошибками или недостаточными обозначениями; расчеты скорости охлаждения выполнены с погрешностями или отсутствуют. 0 баллов: Данные не обработаны или обработаны некорректно; графики отсутствуют или содержат грубые ошибки; расчеты не выполнены. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Проведен всесторонний анализ результатов обоих экспериментов; сформулированы четкие выводы о закономерностях конвекции и теплового излучения; установлена точная зависимость между цветом, текстурой поверхности и интенсивностью теплового излучения; объяснены физические принципы наблюдаемых явлений; предложены объяснения возможных отклонений от теоретических предсказаний; указаны источники погрешностей и их влияние на результаты. 2 балла: Проведен базовый анализ результатов; сформулированы основные выводы о наблюдаемых закономерностях; установлена связь между свойствами поверхности и тепловым излучением; описаны основные физические принципы; указаны некоторые источники погрешностей. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; выводы недостаточно обоснованы или неполны; связь между параметрами и наблюдаемыми явлениями установлена частично; физические принципы описаны неточно; источники погрешностей не проанализированы. 0 баллов: Анализ отсутствует или некорректен; выводы не соответствуют полученным результатам или отсутствуют; физические принципы не объяснены. |
|
Практическое применение знаний |
3 |
3 балла: Предложены и подробно описаны не менее пяти конкретных примеров практического применения изученных видов теплопередачи в технике, строительстве, быту и природе; установлены четкие связи между наблюдаемыми в эксперименте явлениями и технологическими решениями; разработаны обоснованные рекомендации по эффективному использованию конвекции и теплового излучения; предложены оригинальные идеи для решения практических задач на основе изученных явлений. 2 балла: Приведены 3-4 примера практического применения изученных видов теплопередачи; установлены основные связи между экспериментом и технологическими решениями; предложены общие рекомендации по использованию изученных явлений. 1 балл: Приведены 1-2 примера практического применения; связи с технологическими решениями поверхностны; рекомендации по применению неконкретны или отсутствуют. 0 баллов: Примеры практического применения отсутствуют или неуместны; связи с реальными технологиями не установлены. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
- Экспериментальные задачи по агрегатным состояниям вещества
Исследование процессов плавления и отвердевания
Задача "Изучение температурной зависимости при фазовых переходах кристаллических и аморфных тел"
В данном эксперименте учащиеся исследуют процессы плавления и отвердевания различных веществ, а также сравнивают особенности фазовых переходов у кристаллических и аморфных тел. Для работы потребуются: электрическая плитка с регулятором мощности, металлический стакан, термометр (0-150°C), секундомер, образцы веществ (парафин, лед, шоколад, сливочное масло), штатив с держателем для термометра, весы, лабораторный журнал.
Эксперимент проводится в несколько этапов:
1. Измерение начальной температуры твердого образца.
2. Нагревание образца с фиксацией температуры через равные промежутки времени (30 сек).
3. Построение графика зависимости температуры от времени при нагревании.
4. После полного плавления – отключение нагрева и измерение температуры при остывании и отвердевании.
5. Построение графика остывания и отвердевания.
6. Сравнение графиков для разных веществ, выявление участков постоянной температуры (плато) у кристаллических веществ и их отсутствия у аморфных тел.
Особое внимание уделяется анализу полученных графиков и выявлению физической сути наблюдаемых явлений – температуры плавления, скрытой теплоты плавления, переохлаждения при кристаллизации.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать термометры со звуковой индикацией или с тактильной шкалой
Применять таймеры с звуковым сигналом через равные промежутки времени
Предусмотреть тактильные графики на специальной бумаге для анализа результатов
Работа в парах, где партнер вербально описывает наблюдаемые изменения состояния вещества
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные письменные инструкции с иллюстрациями
Использовать визуальные таймеры с яркой индикацией
Применять цветовую кодировку для различных фаз эксперимента
Обеспечить карточки с ключевыми терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивые, нескользящие подставки для оборудования
Использовать держатели и фиксаторы для термометров и пробирок
Предусмотреть альтернативные способы записи данных (диктофон, планшет)
При необходимости использовать адаптированные нагревательные приборы с дистанционным управлением
- Для учащихся с особенностями интеллектуального развития:
Упростить протокол эксперимента – сосредоточиться на одном веществе
Использовать визуальные подсказки для каждого этапа работы
Предоставить готовые таблицы для внесения результатов
Применять аналогии из повседневной жизни для объяснения наблюдаемых явлений
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Оборудование подготовлено с точным соблюдением требований; образцы веществ отобраны в нужном количестве и измерены с высокой точностью; термометр правильно закреплен в штативе для обеспечения точных измерений; регулятор мощности нагрева настроен оптимально; все необходимые таблицы для фиксации данных подготовлены в лабораторном журнале. 2 балла: Оборудование подготовлено корректно; образцы веществ отмерены; термометр закреплен в рабочем положении; регулятор мощности настроен; подготовлена базовая форма записи результатов. 1 балл: Оборудование подготовлено с недочетами; неточности в измерении массы образцов; нестабильное положение термометра; субоптимальные настройки нагрева; неполная подготовка форм для записи результатов. 0 баллов: Существенные ошибки в подготовке оборудования; отсутствие необходимых измерений массы образцов; ненадежное крепление термометра; неправильная настройка нагрева; отсутствие форм для фиксации данных. |
|
Проведение нагрева и измерений |
4 |
4 балла: Систематические измерения температуры проведены точно через указанные интервалы времени; обеспечено равномерное нагревание образца; зафиксированы все ключевые моменты фазового перехода; проведены точные измерения для различных образцов с соблюдением идентичных условий эксперимента; выполнено не менее 3 повторений для каждого вещества для повышения достоверности результатов. 3 балла: Измерения температуры проведены регулярно с минимальными отклонениями от временных интервалов; обеспечено достаточно равномерное нагревание; зафиксированы основные моменты фазового перехода; соблюдены сходные условия для разных образцов; выполнено 2 повторения для каждого вещества. 2 балла: Измерения проведены с заметными отклонениями от равных интервалов; нагревание недостаточно равномерное; зафиксированы не все ключевые моменты перехода; условия эксперимента для разных образцов различаются; выполнено по одному измерению для каждого вещества. 1 балл: Значительные нарушения временных интервалов при измерениях; неравномерное нагревание; пропущены важные моменты фазового перехода; существенные различия в условиях эксперимента для разных веществ. 0 баллов: Хаотичные измерения или их отсутствие; критические ошибки в процессе нагревания; отсутствие фиксации ключевых моментов фазового перехода. |
|
Измерения при охлаждении и отвердевании |
4 |
4 балла: Методически верная организация процесса охлаждения с минимизацией внешних воздействий; точная и регулярная фиксация температуры через равные промежутки времени; особое внимание уделено моменту начала кристаллизации с высокой частотой измерений в этот период; выявлены и зафиксированы эффекты переохлаждения (если присутствуют); для всех веществ обеспечены идентичные условия охлаждения. 3 балла: Грамотная организация процесса охлаждения; регулярная фиксация температуры; повышенное внимание к моменту кристаллизации; отмечены основные особенности процесса для разных веществ; обеспечены сходные условия охлаждения для всех образцов. 2 балла: Базовая организация процесса охлаждения; измерения температуры с некоторыми пропусками; недостаточное внимание к процессу кристаллизации; частичная фиксация особенностей разных веществ; условия охлаждения различаются для разных образцов. 1 балл: Существенные недостатки в организации охлаждения; нерегулярные измерения температуры с большими интервалами; ключевые моменты кристаллизации пропущены; минимальное внимание к особенностям разных веществ. 0 баллов: Отсутствие системы в измерениях при охлаждении; критические пропуски данных; отсутствие наблюдений за процессом кристаллизации. |
|
Обработка результатов и построение графиков |
3 |
3 балла: Данные структурированы в детальных таблицах с указанием всех необходимых параметров; построены точные графики зависимости температуры от времени для процессов нагревания и охлаждения всех исследованных веществ; графики выполнены в едином масштабе для корректного сравнения; четко выделены участки фазовых переходов; все графики имеют полные обозначения осей, единицы измерения и легенды; проведен расчет скрытой теплоты плавления (где применимо). 2 балла: Данные организованы в таблицы с основными параметрами; построены графики для процессов нагревания и охлаждения; обозначены основные участки фазовых переходов; графики содержат необходимые обозначения; выполнены базовые расчеты. 1 балл: Неполная структуризация данных; графики построены с погрешностями или недостаточными обозначениями; нечеткое выделение участков фазовых переходов; минимальные расчеты или их отсутствие. 0 баллов: Отсутствие структурированных данных; графики не построены или содержат критические ошибки; расчеты отсутствуют. |
|
Сравнительный анализ и выводы |
3 |
3 балла: Проведен глубокий сравнительный анализ поведения кристаллических и аморфных веществ при фазовых переходах; научно обоснованы причины наличия температурного плато у кристаллических веществ и его отсутствия у аморфных; детально объяснены физические процессы, происходящие на молекулярном уровне при плавлении и отвердевании; выявлены и объяснены эффекты переохлаждения; сформулированы четкие выводы о скрытой теплоте плавления и ее связи с межмолекулярными силами; проанализированы источники погрешностей в эксперименте. 2 балла: Проведен основной сравнительный анализ кристаллических и аморфных веществ; объяснены основные различия в их поведении при фазовых переходах; даны базовые объяснения физических процессов на молекулярном уровне; отмечены явления переохлаждения; сформулированы выводы о скрытой теплоте плавления; указаны основные источники погрешностей. 1 балл: Поверхностное сравнение веществ; ограниченное объяснение различий между кристаллическими и аморфными телами; неполное описание физических процессов; отсутствие или некорректное объяснение явления переохлаждения; неточные выводы о скрытой теплоте плавления. 0 баллов: Отсутствие сравнительного анализа; существенные ошибки в объяснении физических процессов; отсутствие выводов или их некорректность. |
|
Оформление лабораторного отчета |
3 |
3 балла: Отчет структурирован в соответствии со всеми требованиями научного документа; включает детальное описание цели, задач, оборудования и методики; содержит полные и аккуратные таблицы данных для всех образцов; графики выполнены с высоким качеством на миллиметровой бумаге или в компьютерной программе с точными обозначениями; представлены все необходимые расчеты с формулами и пояснениями; выводы логичны, обоснованы и соответствуют полученным результатам; включены ссылки на теоретические источники. 2 балла: Отчет имеет четкую структуру; содержит описание цели, оборудования и методики; включает таблицы данных; графики оформлены аккуратно с основными обозначениями; представлены необходимые расчеты; выводы соответствуют результатам. 1 балл: Отчет имеет базовую структуру; описание методики неполное; таблицы данных с пропусками; графики выполнены неаккуратно или с недостаточными обозначениями; расчеты представлены частично; выводы поверхностные. 0 баллов: Отчет отсутствует или критически не соответствует требованиям; методика не описана; данные не представлены в табличной форме; графики отсутствуют или выполнены некорректно; расчеты и выводы отсутствуют. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Наблюдение и измерение процессов испарения и конденсации
Задача "Исследование факторов, влияющих на скорость испарения жидкости"
В этом эксперименте учащиеся исследуют зависимость скорости испарения жидкости от различных факторов: температуры, площади поверхности, движения воздуха и рода жидкости. Для работы потребуются: несколько одинаковых чашек Петри, различные жидкости (вода, спирт, ацетон), вентилятор, термометр, электронные весы с точностью до 0,1 г, линейка, секундомер, фен (для создания потока теплого воздуха).
Учащиеся наливают одинаковое количество жидкости в чашки Петри и измеряют начальную массу. Затем создают различные условия:
1. Первая чашка оставляется при комнатной температуре без движения воздуха.
2. Вторая помещается на нагреватель (безопасный, с контролируемой температурой).
3. Над третьей создается поток воздуха с помощью вентилятора.
4. В четвертую наливается другая жидкость (спирт или ацетон).
Через равные промежутки времени (например, каждые 5 минут) измеряется масса каждой чашки. На основе полученных данных строятся графики зависимости убыли массы от времени для разных условий, рассчитывается скорость испарения, формулируются выводы о факторах, влияющих на процесс испарения.
Для наблюдения процесса конденсации учащиеся проводят дополнительный эксперимент: над чашкой с горячей водой помещают холодную металлическую поверхность и наблюдают образование капель конденсата, измеряют их количество в зависимости от разницы температур.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать весы с озвучиванием результатов измерений
Применять контрастные индикаторы уровня жидкости
Маркировать чашки с разными условиями тактильными метками
Обеспечить возможность тактильно ощущать конденсат (например, на металлических пластинах)
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предупреждать о возможных сенсорных особенностях эксперимента (запахи летучих жидкостей)
Обеспечить четкую структуру и последовательность действий
Предоставить возможность контролировать процесс – включать/выключать вентилятор
Минимизировать отвлекающие факторы на рабочем месте
- Для учащихся с СДВГ:
Разделить эксперимент на короткие этапы с конкретными задачами
Использовать таймеры и напоминания о необходимости снятия показаний
Предусмотреть активную роль – перемещение от станции к станции для измерений
Обеспечить визуальное отслеживание прогресса эксперимента
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Расположить все оборудование в зоне доступности
Использовать устойчивые поддоны для чашек Петри
Предусмотреть возможность управления вентилятором с помощью адаптированных переключателей
Обеспечить альтернативные способы документирования наблюдений
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Точно отмерено одинаковое количество жидкостей во всех чашках Петри; начальная масса измерена с высокой точностью; все параметры экспериментальных условий (температура, скорость потока воздуха) измерены и зафиксированы; оборудование расположено таким образом, чтобы исключить влияние посторонних факторов. 2 балла: Жидкости отмерены с незначительными отклонениями; начальная масса измерена; основные параметры условий зафиксированы; размещение оборудования учитывает основные требования эксперимента. 1 балл: Заметные отклонения в количестве жидкостей; неточности в измерении начальной массы; неполная фиксация параметров условий; неоптимальное размещение оборудования. 0 баллов: Существенные различия в количестве жидкостей; отсутствие измерений начальной массы; параметры условий не зафиксированы; размещение оборудования не учитывает требования эксперимента. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Систематические измерения массы проведены точно через указанные интервалы времени для всех образцов; обеспечено постоянство экспериментальных условий на протяжении всего опыта; правильно организовано измерение температуры жидкостей и окружающей среды; проведено не менее 6-7 серий измерений для построения точных графиков. 3 балла: Регулярные измерения массы с минимальными отклонениями от заданных интервалов; поддержание основных экспериментальных условий; измерения температуры проведены; выполнено 4-5 серий измерений. 2 балла: Измерения массы проведены с заметными отклонениями от равных интервалов; некоторые изменения условий в ходе эксперимента; неполные измерения температуры; 3-4 серии измерений. 1 балл: Нерегулярные измерения массы; значительные колебания экспериментальных условий; отсутствие или единичные измерения температуры; 1-2 серии измерений. 0 баллов: Хаотичные измерения или их отсутствие; неконтролируемые условия эксперимента. |
|
Исследование конденсации |
3 |
3 балла: Методически верно организован эксперимент по наблюдению конденсации с контролем температур горячей воды и холодной поверхности; точно измерена разница температур; количественно оценено образование конденсата (измерение массы или объема); исследована зависимость интенсивности конденсации от разницы температур (не менее 3 значений). 2 балла: Грамотно организован эксперимент по конденсации; измерены основные температуры; проведена полуколичественная оценка образования конденсата; исследована зависимость от разницы температур (2 значения). 1 балл: Базовая организация эксперимента по конденсации; неполные измерения температур; качественная оценка образования конденсата; минимальное исследование зависимостей. 0 баллов: Неправильная организация эксперимента по конденсации или его отсутствие; отсутствие измерений; отсутствие оценки результатов. |
|
Обработка данных и построение графиков |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в детальных таблицах с указанием всех необходимых параметров; рассчитана скорость испарения для каждого условия; построены точные графики зависимости убыли массы от времени для всех условий в единой системе координат; проведен расчет погрешностей измерений; выполнен количественный анализ влияния каждого фактора на скорость испарения (в процентах или коэффициентах). 3 балла: Данные организованы в таблицы с основными параметрами; рассчитана скорость испарения; построены графики для разных условий; проведена базовая оценка погрешностей; выполнен полуколичественный анализ влияния факторов. 2 балла: Основные данные представлены в таблицах; приблизительный расчет скорости испарения; графики построены с некоторыми неточностями; минимальная оценка погрешностей; качественный анализ влияния факторов. 1 балл: Неполное представление данных; неточные расчеты скорости испарения; графики с существенными ошибками или отсутствуют; отсутствие оценки погрешностей; поверхностный анализ влияния факторов. 0 баллов: Отсутствие систематизации данных; отсутствие расчетов и графиков; отсутствие анализа. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Глубокий анализ зависимости скорости испарения от каждого исследованного фактора; научное объяснение наблюдаемых закономерностей на основе молекулярно-кинетической теории; количественное сравнение влияния разных факторов; выявление и объяснение взаимосвязи между процессами испарения и конденсации; обоснованные выводы о практическом применении полученных знаний. 2 балла: Анализ влияния основных факторов на скорость испарения; базовое объяснение с использованием элементов молекулярно-кинетической теории; качественное сравнение влияния факторов; установление связи между испарением и конденсацией; выводы о практическом применении. 1 балл: Поверхностный анализ результатов; неполное теоретическое объяснение; минимальное сравнение влияния факторов; слабо установленная связь между процессами; ограниченные выводы о практическом применении. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы; ошибочное теоретическое объяснение; отсутствие сравнения и установления взаимосвязей. |
|
Научная коммуникация и представление результатов |
3 |
3 балла: Результаты представлены в форме целостного научного отчета с логически структурированными разделами; использована корректная научная терминология; графики и таблицы оформлены в соответствии с научными стандартами; четко сформулированы гипотезы, методика, результаты и выводы; даны рекомендации по практическому применению полученных знаний; предложены идеи для дальнейших исследований. 2 балла: Результаты представлены в структурированной форме; использована основная научная терминология; графики и таблицы оформлены аккуратно; обозначены основные элементы научного исследования; указаны некоторые практические применения. 1 балл: Базовое представление результатов; ограниченное использование научной терминологии; неполное оформление графиков и таблиц; фрагментарное описание элементов исследования; минимальное указание на практические применения. 0 баллов: Неструктурированное представление результатов или его отсутствие; некорректное использование терминологии; отсутствие или критические ошибки в оформлении; отсутствие описания элементов научного исследования. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Определение удельной теплоты плавления и парообразования
Задача "Экспериментальное определение удельной теплоты плавления льда"
В данном эксперименте учащиеся определяют удельную теплоту плавления льда, используя калориметрический метод. Для работы потребуются: калориметр, электронные весы, термометр, кусочки льда, фильтровальная бумага, секундомер, мерный цилиндр, нагреватель известной мощности.
Эксперимент проводится следующим образом:
1. В калориметр наливается измеренное количество воды и определяется ее температура.
2. Лед взвешивается, обсушивается фильтровальной бумагой и помещается в калориметр.
3. Вода с льдом перемешивается до полного таяния льда, после чего измеряется конечная температура смеси.
4. По формуле теплового баланса рассчитывается удельная теплота плавления льда, учитывая, что теплота, отданная водой, идет на нагревание льда до 0°C и его плавление.
Для повышения точности эксперимент повторяется несколько раз с разными массами льда, рассчитывается среднее значение и определяется погрешность.
Альтернативный метод: определение удельной теплоты плавления с помощью электронагревателя известной мощности, что позволяет точнее контролировать подводимое количество теплоты.
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Калориметр подготовлен с минимальными теплопотерями; точно измерены масса и температура воды; лед правильно подготовлен, взвешен и обсушен. 2 балла: Калориметр подготовлен; измерены основные параметры; лед взвешен с небольшими погрешностями. 1 балл: Значительные неточности в подготовке; недостаточная теплоизоляция; неполные измерения. 0 баллов: Критические ошибки в подготовке; отсутствие необходимых измерений. |
|
Проведение измерений |
4 |
4 балла: Лед помещен в калориметр с минимальными теплопотерями; обеспечено равномерное перемешивание; точно определен момент полного таяния; финальная температура измерена после установления теплового равновесия; эксперимент повторен не менее 3 раз. 3 балла: Минимальные потери при помещении льда; достаточное перемешивание; корректное измерение финальной температуры; 2-3 повторения. 2 балла: Заметные теплопотери; недостаточное перемешивание; преждевременное измерение температуры; 1-2 повторения. 1 балл: Существенные теплопотери; неравномерное перемешивание; некорректные измерения; отсутствие повторений. 0 баллов: Критические ошибки в проведении эксперимента. |
|
Расчеты и обработка данных |
4 |
4 балла: Уравнение теплового баланса составлено корректно с учетом всех процессов; точно рассчитана удельная теплота плавления; определена абсолютная и относительная погрешность; проведено сравнение с табличным значением; проанализированы источники погрешностей. 3 балла: Верное уравнение теплового баланса; корректный расчет удельной теплоты; базовая оценка погрешности; сравнение с табличным значением. 2 балла: Уравнение с незначительными неточностями; расчеты с погрешностями; минимальная оценка точности результата. 1 балл: Существенные ошибки в уравнении; неточные расчеты; отсутствие оценки погрешности. 0 баллов: Неверное уравнение или отсутствие расчетов. |
|
Альтернативный метод |
3 |
3 балла: Корректно организован эксперимент с электронагревателем; точно измерены мощность, время нагрева и масса льда; учтены теплопотери; результаты сопоставлены с основным методом. 2 балла: Грамотная организация эксперимента; измерены основные параметры; частичный учет теплопотерь; проведено сравнение результатов. 1 балл: Базовая организация с недочетами; неполные измерения; минимальное сопоставление результатов. 0 баллов: Существенные ошибки в методике; отсутствие необходимых измерений. |
|
Анализ результатов и выводы |
3 |
3 балла: Глубокий анализ полученных результатов; научное объяснение физических процессов; качественная оценка точности методов; обоснованные рекомендации по улучшению эксперимента. 2 балла: Анализ основных результатов; корректное объяснение процессов; базовая оценка точности; общие рекомендации. 1 балл: Поверхностный анализ; неполное объяснение; минимальная оценка точности. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Научный отчет |
3 |
3 балла: Структурированный отчет со всеми разделами; корректное использование научной терминологии; качественное оформление графиков и таблиц; полное описание методики, расчетов и выводов. 2 балла: Четкая структура; основная терминология; аккуратные таблицы; описание основных элементов работы. 1 балл: Базовая структура; ограниченная терминология; неполное оформление; фрагментарное описание. 0 баллов: Неструктурированный отчет или его отсутствие. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
Задача "Исследование удельной теплоты парообразования воды"
В этом эксперименте учащиеся определяют удельную теплоту парообразования воды путем измерения количества теплоты, необходимого для превращения воды в пар. Для работы потребуются: электрический нагреватель известной мощности, термометр, секундомер, весы, мерный стакан, теплоизолированный сосуд.
Эксперимент включает следующие этапы:
1. В сосуд наливается измеренное количество воды комнатной температуры.
2. Включается нагреватель и фиксируется время нагрева воды до кипения.
3. Продолжается нагрев в течение определенного времени, вода кипит и превращается в пар.
4. По окончании эксперимента измеряется оставшееся количество воды.
5. Рассчитывается масса испарившейся воды и количество теплоты, затраченное на ее испарение (с учетом мощности нагревателя и времени кипения).
6. Определяется удельная теплота парообразования как отношение затраченной теплоты к массе испарившейся воды.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать говорящие весы и термометры
Обеспечить тактильную дифференциацию инструментов
Предусмотреть звуковую сигнализацию начала кипения
Работать в паре с ассистентом для безопасной работы с горячими жидкостями
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить расчеты, предоставляя готовые формулы с пояснениями
Использовать пошаговые инструкционные карты с иллюстрациями
Предусмотреть шаблоны для записи результатов и вычислений
Применять цветовое кодирование для обозначения различных этапов эксперимента
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные письменные инструкции
Использовать световую индикацию для таймеров и термометров
Применять визуальные сигналы для обозначения начала кипения
Демонстрировать этапы эксперимента с помощью видеозаписей с субтитрами
- Для всех учащихся:
Обеспечить строгое соблюдение техники безопасности при работе с горячими жидкостями и паром
Предусмотреть защитные экраны, термостойкие перчатки и очки
Использовать устойчивое оборудование с защитой от опрокидывания
Для учащихся, не способных безопасно работать с нагревом, предусмотреть альтернативные роли (ведение протокола, выполнение расчетов) или использование компьютерных симуляций
- Для учащихся с выраженными двигательными нарушениями:
Предусмотреть возможность работы с виртуальными лабораториями, моделирующими процессы плавления и парообразования
Обеспечить дистанционное управление нагревательными приборами
Использовать закрепленное на штативах оборудование, не требующее точных манипуляций
Обеспечить роль аналитика данных, работающего с результатами, полученными другими участниками эксперимента
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Подготовка эксперимента |
3 |
3 балла: Сосуд подготовлен с эффективной теплоизоляцией; точно измерены масса/объем воды и её начальная температура; корректно установлен нагреватель с известной мощностью. 2 балла: Сосуд с базовой теплоизоляцией; измерены основные параметры воды; нагреватель установлен правильно. 1 балл: Недостаточная теплоизоляция; неточности в измерениях; проблемы с установкой нагревателя. 0 баллов: Отсутствие теплоизоляции; критические ошибки в измерениях и установке. |
|
Процесс нагрева и кипения |
4 |
4 балла: Точно зафиксировано время начала нагрева, момент закипания и общая продолжительность кипения; обеспечен равномерный нагрев; минимизированы потери пара; режим кипения поддерживался стабильным; измерения повторены 3 и более раз. 3 балла: Основные временные точки зафиксированы точно; достаточно равномерный нагрев; приемлемые потери пара; 2-3 повторения эксперимента. 2 балла: Неточности в фиксации временных параметров; неравномерный нагрев; заметные потери пара; 1-2 повторения. 1 балл: Существенные ошибки в измерении времени; нестабильный режим нагрева; значительные потери пара; отсутствие повторений. 0 баллов: Критические ошибки в проведении процесса или отсутствие необходимых измерений. |
|
Измерения и расчеты |
4 |
4 балла: Точно измерена масса испарившейся воды; корректно рассчитано количество теплоты с учетом всех факторов (мощность нагревателя, время кипения, потери тепла); правильно определена удельная теплота парообразования; рассчитаны абсолютная и относительная погрешности; результат сравнен с табличным значением. 3 балла: Корректное измерение массы испарившейся воды; верный расчет количества теплоты с учетом основных факторов; правильное определение удельной теплоты; базовая оценка погрешности. 2 балла: Неточности в измерении массы; расчет теплоты с некоторыми упрощениями; приблизительное определение удельной теплоты; минимальная оценка погрешности. 1 балл: Существенные ошибки в измерениях; неполный расчет теплоты; значительные неточности в определении удельной теплоты; отсутствие оценки погрешности. 0 баллов: Отсутствие или критически неверные измерения и расчеты. |
|
Анализ результатов |
3 |
3 балла: Глубокий анализ полученного значения удельной теплоты парообразования; научное объяснение процесса с точки зрения молекулярно-кинетической теории; детальное обсуждение источников погрешностей; обоснованные предложения по улучшению методики. 2 балла: Базовый анализ полученного значения; корректное объяснение физических основ процесса; указание основных источников погрешностей; некоторые предложения по улучшению. 1 балл: Поверхностный анализ результата; неполное объяснение физических основ; минимальное обсуждение погрешностей. 0 баллов: Отсутствие анализа или некорректные выводы. |
|
Техника безопасности |
3 |
3 балла: Строгое соблюдение всех правил безопасности при работе с нагревательными приборами, горячими жидкостями и паром; использование защитных средств; рациональная организация рабочего места для минимизации рисков; правильное обращение с электрооборудованием. 2 балла: Соблюдение основных правил безопасности; использование базовых защитных средств; относительно безопасная организация рабочего места. 1 балл: Минимальное соблюдение правил безопасности; недостаточное использование защитных средств; небезопасная организация рабочего места. 0 баллов: Грубые нарушения техники безопасности или игнорирование защитных мер. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Раздел 3. Электрические явления
- Экспериментальные задачи по электростатике
Исследование электрических зарядов и их взаимодействия
Задача "Создание и обнаружение электрических зарядов различными способами"
В этом эксперименте учащиеся исследуют способы электризации тел и наблюдают взаимодействие одноименных и разноименных зарядов. Работа включает несколько этапов:
1. Изготовление простейшего электроскопа из стеклянной банки, проволоки и алюминиевой фольги.
2. Электризация различных предметов трением (пластмассовая и стеклянная палочки, эбонитовая палочка, шерстяная и шелковая ткани).
3. Наблюдение за отклонением листочков электроскопа при поднесении заряженных тел.
4. Определение знака заряда: приближение палочки с известным знаком заряда к заряженному электроскопу.
5. Исследование притяжения и отталкивания заряженных легких предметов (шарики из пенопласта, бумажные полоски).
6. Наблюдение взаимодействия через диэлектрики разной толщины.
Ключевые наблюдения: разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются; интенсивность взаимодействия зависит от величины зарядов и расстояния между телами; диэлектрики не препятствуют электростатическому взаимодействию.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать электроскоп с увеличенными листочками и звуковой индикацией
Применять контрастные материалы (черный эбонит, яркие пластиковые предметы)
Создать тактильные маркеры для обозначения положительного и отрицательного зарядов
Предусмотреть возможность ощущать электростатические эффекты через прикосновение к слабозаряженным объектам (безопасным для контакта)
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить подробные письменные инструкции с иллюстрациями
Использовать визуальную индикацию наличия заряда (светодиоды на электроскопе)
Применять видеодемонстрации с субтитрами для объяснения невидимых процессов
Обеспечить карточки с терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Использовать устойчивые подставки для заряжаемых предметов
Предусмотреть приспособления для удержания палочек с минимальным усилием
Размещать электроскоп на оптимальной высоте для наблюдения
Применять более крупные объекты для электризации, удобные для захвата
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Упростить эксперимент до наблюдения основных эффектов (притяжение-отталкивание)
Использовать яркие демонстрационные материалы с четкими визуальными эффектами
Структурировать работу в виде последовательных мини-задач
Применять аналогии с магнитным взаимодействием, если оно уже знакомо учащимся
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Изготовление электроскопа |
3 |
3 балла: Корректно собран функциональный электроскоп с высокой чувствительностью; обеспечена надежная изоляция проводника; листочки правильно подвешены и свободно движутся; корпус заземлен. 2 балла: Собран работоспособный электроскоп с достаточной чувствительностью; основные элементы установлены правильно. 1 балл: Электроскоп с ограниченной функциональностью; проблемы с чувствительностью или изоляцией. 0 баллов: Неработоспособный электроскоп или отсутствие сборки. |
|
Электризация предметов |
4 |
4 балла: Освоены различные способы электризации; достигнут стабильный заряд разных знаков; проведена электризация разнообразных материалов; выявлены оптимальные комбинации материалов для получения зарядов; реализована количественная оценка заряда через отклонение листочков. 3 балла: Успешно применены основные способы электризации; получены заряды разных знаков; проведены опыты с разными материалами. 2 балла: Базовое освоение методов электризации; неустойчивые результаты; ограниченный набор материалов. 1 балл: Минимальное достижение электризации; непоследовательные результаты. 0 баллов: Неудачные попытки электризации или отсутствие экспериментов. |
|
Наблюдение и анализ взаимодействий |
4 |
4 балла: Систематические наблюдения всех видов электростатических взаимодействий; точная идентификация знаков зарядов; количественная оценка силы взаимодействия; изучение зависимости от расстояния; исследование влияния диэлектриков разной толщины; формулировка корректных выводов. 3 балла: Наблюдение основных взаимодействий; определение знаков зарядов; качественная оценка силы взаимодействия; базовое изучение зависимостей. 2 балла: Частичные наблюдения взаимодействий; неполная идентификация зарядов; поверхностное изучение зависимостей. 1 балл: Минимальные наблюдения; неточная идентификация; отсутствие системного анализа. 0 баллов: Отсутствие наблюдений или критические ошибки в интерпретации. |
|
Документирование результатов |
3 |
3 балла: Детальная и систематизированная запись всех наблюдений; схематичные зарисовки опытов; корректные таблицы результатов; формулировка научно обоснованных выводов; соотнесение с законами электростатики. 2 балла: Основные наблюдения зафиксированы; присутствуют схемы опытов; таблица результатов; базовые выводы. 1 балл: Фрагментарные записи; неполные схемы; поверхностные выводы. 0 баллов: Отсутствие документации или критически неполные записи. |
|
Объяснение электрических явлений |
3 |
3 балла: Корректное научное объяснение наблюдаемых явлений; использование электронной теории; объяснение механизма электризации разных материалов; анализ сохранения заряда; установление связи с повседневными электростатическими явлениями. 2 балла: Верное объяснение основных явлений; использование базовых научных понятий; связь с некоторыми практическими примерами. 1 балл: Поверхностное объяснение явлений; неполное использование научной терминологии. 0 баллов: Отсутствие объяснений или некорректные трактовки. |
Общая оценка: Максимум 17 баллов
Шкала перевода баллов в отметку:
15-17 баллов: отлично (5)
11-14 баллов: хорошо (4)
7-10 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 7 баллов: неудовлетворительно (2)
Изучение закона сохранения заряда и закона Кулона
Задача "Экспериментальная проверка закона сохранения электрического заряда"
Учащиеся исследуют закон сохранения электрического заряда с помощью последовательности экспериментов:
1. Два электроскопа соединяются проводником, один из них заряжается. Наблюдается распределение заряда между электроскопами.
2. К заряженному электроскопу прикасаются незаряженным электропроводным предметом. Наблюдается уменьшение отклонения листочков.
3. Два одинаковых электроскопа заряжаются до разных потенциалов (листочки отклоняются на разные углы), затем соединяются проводником. Наблюдается выравнивание зарядов.
4. Проводится количественная оценка: измеряется угол отклонения листочков до и после соединения, делается вывод о распределении заряда.
Во второй части эксперимента учащиеся исследуют зависимость силы взаимодействия заряженных тел от расстояния (закон Кулона):
1. Два небольших заряженных шарика из фольги подвешиваются на изолирующих нитях.
2. Измеряется расстояние между шариками и угол отклонения нитей от вертикали.
3. Расстояние между точками подвеса изменяется, измерения повторяются.
4. Строится график зависимости силы взаимодействия (пропорциональной тангенсу угла отклонения) от обратного квадрата расстояния.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать электроскопы с крупными стрелками или цифровые измерители с озвучиванием
Применять тактильные графики для фиксации результатов
Работать в парах, где партнер описывает наблюдаемые явления
Использовать 3D-модели для объяснения расположения зарядов и сил
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий с ожидаемыми результатами
Минимизировать отвлекающие факторы на рабочем месте
Обеспечить предсказуемость каждого этапа эксперимента
Предусмотреть возможность фотофиксации результатов для последующего анализа
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить эксперимент, фокусируясь на качественных наблюдениях
Использовать аналогии (например, с делением воды между сосудами)
Применять визуальные подсказки для каждого этапа эксперимента
Работать с упрощенными формулами для расчетов
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Разделить эксперимент на логические блоки с промежуточным анализом
Использовать шаблоны для записи данных и построения графиков
Предоставить опорные схемы для формулирования выводов
Применять программные средства для автоматизации расчетов
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Проведение экспериментов по закону сохранения заряда |
4 |
4 балла: Корректно выполнены все эксперименты с высокой точностью измерений; точное соединение электроскопов; систематические наблюдения распределения заряда; количественная оценка зарядов до и после взаимодействия. 2-3 балла: Выполнены основные эксперименты; адекватные измерения; наблюдение основных эффектов распределения заряда. 1 балл: Частичное выполнение экспериментов; неточные измерения; ограниченные наблюдения. 0 баллов: Существенные ошибки в проведении или отсутствие экспериментов. |
|
Исследование закона Кулона |
4 |
4 балла: Методически верная организация экспериментальной установки; точное измерение углов отклонения и расстояний; систематическое изменение параметров; не менее 5 измерений для построения графика; корректный расчет сил. 2-3 балла: Функциональная установка; адекватные измерения основных параметров; 3-4 измерения; базовый расчет сил. 1 балл: Установка с недостатками; неточные измерения; 1-2 точки данных; ошибки в расчетах. 0 баллов: Неработоспособная установка или отсутствие измерений. |
|
Обработка и анализ данных |
4 |
4 балла: Данные систематизированы в детальных таблицах; построены точные графики с полными обозначениями; проведен расчет погрешностей; установлено соответствие экспериментальных данных теоретическим законам с количественной оценкой. 2-3 балла: Структурированные таблицы; корректные графики; базовая оценка соответствия данных теоретическим законам. 1 балл: Неполные таблицы; графики с недостатками; поверхностный анализ соответствия. 0 баллов: Отсутствие обработки или критические ошибки в анализе. |
|
Формулировка выводов |
4 |
4 балла: Четкие научно обоснованные выводы о законе сохранения заряда и законе Кулона; установление количественных соотношений; корректное объяснение наблюдаемых явлений на основе теории; анализ причин отклонений от теоретических предсказаний. 2-3 балла: Корректные выводы об основных закономерностях; верное качественное объяснение наблюдаемых явлений; указание на соответствие теории. 1 балл: Базовые выводы без детализации; поверхностное объяснение; ограниченное соотнесение с теорией. 0 баллов: Отсутствие выводов или некорректные заключения. |
|
Научный отчет |
4 |
4 балла: Структурированный отчет с полным описанием методики, оборудования, измерений и выводов; корректное использование физической терминологии; качественное оформление графиков и таблиц; приведены формулы с пояснениями; критический анализ результатов. 2-3 балла: Четкая структура отчета с основными элементами; правильная терминология; аккуратные таблицы и графики; основные формулы. 1 балл: Базовая структура; ограниченное использование терминологии; неполное оформление данных; минимальные пояснения. 0 баллов: Неструктурированный отчет или его отсутствие. |
Общая оценка: Максимум 20 баллов
Шкала перевода в отметку:
18-20 баллов: отлично (5)
14-17 баллов: хорошо (4)
10-13 баллов: удовлетворительно (3)
Менее 10 баллов: неудовлетворительно (2)
- Экспериментальные задачи по постоянному электрическому току
Сборка и исследование электрических цепей
Задача "Сборка и исследование разветвленной электрической цепи"
В этой экспериментальной работе учащиеся создают разветвленную электрическую цепь с различными элементами и исследуют распределение токов и напряжений. Необходимое оборудование: источник питания постоянного тока (безопасного напряжения), набор проводников, лампочки разной мощности, ключи, амперметры, вольтметры, переменные резисторы.
Учащиеся собирают цепь по предложенной схеме, включающей:
- Главную ветвь с источником питания и регулируемым резистором
- Несколько параллельных ветвей с различными потребителями (лампочки, резисторы)
- Точки для измерения токов и напряжений на различных участках
Задачи исследования:
1. Измерение силы тока в каждой ветви и проверка первого правила Кирхгофа
2. Измерение напряжений на параллельных участках
3. Исследование влияния изменения сопротивления одной из ветвей на токи в других ветвях
4. Создание короткого замыкания (через ограничительный резистор) и наблюдение за перераспределением токов
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать крупные комплектующие с тактильными метками
Применять звуковую индикацию наличия тока (зуммеры разной тональности для разных величин)
Предоставить рельефные схемы электрических цепей
Работать с амперметрами и вольтметрами со звуковым сопровождением показаний
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить детальные печатные инструкции с иллюстрациями
Использовать световую индикацию различных режимов работы
Предусмотреть визуальные аналоги звуковых сигналов (светодиоды разной яркости)
Обеспечить карточки с ключевыми терминами и формулами
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Использовать магнитные конструкторы для сборки схем
Применять крупные элементы управления (ключи, регуляторы)
Предусмотреть специальные держатели для измерительных приборов
Обеспечить устойчивые подставки для оборудования
- Для учащихся с когнитивными особенностями:
Разделить схему на простые блоки с последовательным усложнением
Использовать цветовое кодирование для разных элементов цепи
Предоставить пошаговые карточки с проверкой каждого этапа
Применять аналогии с течением воды для объяснения процессов
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Правильность сборки электрической цепи |
5 |
5 – Цепь собрана полностью в соответствии со схемой, все элементы подключены правильно, измерительные приборы включены корректно. 4 – Цепь собрана верно, но есть небольшие неточности в подключении измерительных приборов. 3 – Цепь собрана с ошибками, но основная структура сохранена, и она функциональна. 2 – В сборке цепи допущены серьезные ошибки, влияющие на работоспособность. 1 – Цепь собрана неправильно и не функционирует. |
|
Проведение измерений |
3 |
3 – Все измерения проведены методически правильно, значения тока и напряжения зафиксированы для всех требуемых участков цепи с соблюдением единиц измерения. 2 – Измерения проведены с небольшими методическими ошибками или не для всех участков цепи. 1 – Измерения проведены с существенными ошибками, большинство данных недостоверны. |
|
Проверка правил Кирхгофа |
3 |
3 – Правильно вычислены все токи и напряжения, первое правило Кирхгофа проверено математически для всех узлов схемы с учетом погрешностей измерений. 2 – Правила Кирхгофа проверены, но есть неточности в расчетах или не учтены погрешности. 1 – Проверка правил Кирхгофа проведена формально, не показана взаимосвязь между измеренными величинами. |
|
Исследование влияния изменения параметров |
2 |
2 – Проведено полное исследование влияния изменения сопротивления на токи во всех ветвях, данные систематизированы, изменения зафиксированы количественно. 1 – Влияние изменения параметров исследовано поверхностно, отсутствует систематизация данных. 0 – Исследование влияния параметров отсутствует или проведено некорректно. |
|
Проведение эксперимента с коротким замыканием |
2 |
2 – Эксперимент с коротким замыканием (через ограничительный резистор) проведен методически правильно, зафиксировано и объяснено перераспределение токов. 1 – Эксперимент проведен, но анализ результатов неполный. 0 – Эксперимент проведен некорректно или не проведен. |
|
Обработка и представление результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированных таблиц и графиков, погрешности рассчитаны, выводы соответствуют полученным данным. 1 – Результаты представлены, но отсутствует четкая структура или расчет погрешностей. 0 – Представление результатов отсутствует или выполнено неудовлетворительно. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, все элементы исследования проведены корректно, сделаны правильные выводы.
12-14 баллов – Хорошее выполнение, но имеются отдельные недостатки в измерениях или анализе данных.
9-11 баллов – Средний уровень выполнения, требуется дополнительная работа с анализом результатов.
6-8 баллов – Базовый уровень, есть существенные ошибки в методике или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Недостаточный уровень, необходимо повторное выполнение работы с исправлением методических ошибок.
Изучение закона Ома для участка цепи
Задача "Экспериментальная проверка закона Ома и его границ применимости"
В этом эксперименте учащиеся исследуют зависимость силы тока от напряжения для различных проводников. Необходимое оборудование: источник питания с регулируемым напряжением, амперметр, вольтметр, набор резисторов, металлическая спираль, лампа накаливания, полупроводниковый диод, электролитическая ванна.
Эксперимент проводится в несколько этапов:
1. Сборка цепи с резистором известного сопротивления, проведение измерений тока при различных напряжениях
2. Построение графика зависимости I(U) и определение сопротивления по наклону
3. Повторение измерений с металлической спиралью с учетом ее нагрева
4. Исследование вольт-амперной характеристики лампы накаливания
5. Изучение односторонней проводимости полупроводникового диода
6. Исследование проводимости электролита и выявление отклонений от закона Ома
По результатам строятся графики для разных материалов, формулируются выводы о применимости закона Ома для различных проводников и условий.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать приборы с крупными дисплеями или звуковым оповещением
Применять рельефную бумагу для построения графиков
Предусмотреть тактильно различимые элементы для разных типов проводников
Работать в парах для снятия и записи показаний
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий и ожидаемые результаты
Минимизировать неожиданные эффекты (предупреждать о нагреве проводников)
Структурировать запись данных в виде подготовленных таблиц
Обеспечить возможность работы в спокойной обстановке
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Использовать цифровые измерительные приборы с автоматическим сохранением данных
Применять программное обеспечение для автоматического построения графиков
Предоставить шаблоны для анализа полученных зависимостей
Сосредоточиться на качественной стороне закономерностей
- Для учащихся с СДВГ:
Разделить эксперимент на короткие активные сессии
Чередовать измерения с анализом и обработкой данных
Использовать интерактивные элементы для поддержания интереса
Предоставить возможность движения между разными экспериментальными станциями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Точность сборки экспериментальной установки |
5 |
5 – Цепь собрана безупречно, измерительные приборы включены корректно с учетом их внутреннего сопротивления, все соединения надежны. 4 – Цепь собрана правильно, но присутствуют незначительные неточности в подключении измерительных приборов. 3 – В сборке цепи есть ошибки, не критически влияющие на результаты измерений. 2 – Допущены существенные ошибки в сборке, искажающие результаты эксперимента. 1 – Цепь собрана неправильно, не позволяет получить достоверные данные. |
|
Качество измерений и регистрации данных |
3 |
3 – Измерения проведены систематически для всех типов проводников, данные зафиксированы с указанием погрешностей, соблюдены одинаковые условия для всех опытов. 2 – Измерения проведены для большинства проводников, но отсутствует оценка погрешностей или некоторые условия эксперимента различаются. 1 – Измерения проведены хаотично, данные неполные, отсутствует системный подход. |
|
Построение и анализ графиков |
3 |
3 – Графики построены аккуратно с корректным масштабом, обозначениями осей и единиц измерения, проведен математический анализ зависимостей, рассчитаны коэффициенты. 2 – Графики построены для всех проводников, но присутствуют неточности в масштабировании или отсутствует детальный анализ. 1 – Графики построены небрежно, содержат ошибки или отсутствует их интерпретация. |
|
Исследование нелинейных проводников |
2 |
2 – Детально исследованы ВАХ всех нелинейных проводников (лампа, диод, электролит), выявлены и объяснены отклонения от закона Ома. 1 – Исследованы некоторые нелинейные проводники, но анализ отклонений от закона Ома поверхностный. 0 – Исследование нелинейных проводников отсутствует или проведено некорректно. |
|
Учет влияния температуры |
2 |
2 – Проведен полный анализ влияния температуры на сопротивление металлической спирали и лампы накаливания, получены количественные характеристики зависимости. 1 – Влияние температуры отмечено, но отсутствует количественный анализ. 0 – Температурные эффекты не учтены или интерпретированы неверно. |
|
Формулировка выводов о границах применимости |
2 |
2 – Сформулированы четкие, обоснованные выводы о границах применимости закона Ома, подкрепленные экспериментальными данными для каждого типа проводников. 1 – Выводы о границах применимости сформулированы, но недостаточно обоснованы экспериментальными данными. 0 – Выводы отсутствуют или не соответствуют полученным результатам. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы с глубоким пониманием физических закономерностей и границ применимости закона Ома.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в анализе данных или интерпретации результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, демонстрирующее базовое понимание закона Ома, но требующее более глубокого анализа нелинейных зависимостей.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, требующее повторного проведения эксперимента с коррекцией методики исследования.
Раздел 4. Магнитные и электромагнитные явления
- Экспериментальные задачи по магнитным явлениям
Исследование магнитного поля постоянных магнитов
Задача "Картирование магнитного поля различных конфигураций постоянных магнитов"
В этом эксперименте учащиеся исследуют структуру магнитного поля различных магнитов с помощью железных опилок и компасов. Необходимое оборудование: набор постоянных магнитов (полосовые, дугообразные, кольцевые), железные опилки, прозрачные пластины или бумага, мелкие компасы, магнитные стрелки на подставках, ферромагнитные предметы разной формы.
Учащиеся размещают магниты под прозрачной пластиной, насыпают железные опилки и легко постукивают, чтобы опилки расположились вдоль силовых линий. Фиксируют полученные картины с помощью фотографий или зарисовок. Изучают различные конфигурации: одиночный магнит, два магнита (притягивающиеся и отталкивающиеся полюса), магнитные системы сложной формы.
Дополнительно учащиеся исследуют искажение магнитного поля при внесении ферромагнитных предметов и экранов. С помощью компасов определяют направление силовых линий и измеряют относительную интенсивность поля по быстроте ориентации стрелки на разных расстояниях от магнита.
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Создавать тактильные модели магнитного поля с помощью застывающих смесей с внедренными опилками
Использовать крупные магниты с четко обозначенными полюсами разной формы
Предоставить возможность ощутить действие магнитного поля через магнитную стрелку, закрепленную на штативе
Применять звуковые датчики магнитного поля с изменяющейся тональностью
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить визуальные пошаговые инструкции с иллюстрациями
Использовать световую индикацию для демонстрации относительной силы поля
Применять видеозаписи экспериментов с субтитрами для предварительного ознакомления
Подготовить карточки с терминами и определениями
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивое крепление магнитов и пластин
Использовать специальные держатели для компасов и инструментов
Предусмотреть возможность дистанционного управления вибрацией пластины
Применять фотофиксацию результатов с последующим анализом
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Начинать с простых конфигураций, постепенно усложняя задачу
Использовать яркие, крупные магниты с четкой цветовой маркировкой полюсов
Предоставлять шаблоны для сравнения полученных картин с эталонными
Применять аналогии с видимыми явлениями (например, течение воды)
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Качество визуализации магнитных полей |
5 |
5 – Магнитные поля визуализированы четко для всех предложенных конфигураций, силовые линии имеют высокую степень детализации, зафиксированы с помощью качественных фотографий или точных схематических зарисовок. 4 – Визуализация магнитных полей выполнена качественно, но некоторые детали тонкой структуры не отражены, либо фиксация результатов имеет незначительные недостатки. 3 – Магнитные поля визуализированы для основных конфигураций, но детализация недостаточна, картины силовых линий не полностью сформированы. 2 – Визуализация магнитных полей выполнена с существенными недостатками, многие конфигурации не дают четкой картины силовых линий. 1 – Визуализация практически не удалась, силовые линии не просматриваются или интерпретированы неверно. |
|
Исследование различных конфигураций магнитов |
3 |
3 – Систематически исследованы все предложенные конфигурации магнитов (одиночные, пары с притяжением и отталкиванием, сложные системы), результаты структурированы и сопоставлены между собой. 2 – Исследовано большинство конфигураций, но отсутствует систематический подход или сравнительный анализ некоторых конфигураций. 1 – Исследованы только простейшие конфигурации, отсутствует системность в работе. |
|
Анализ направления и интенсивности магнитного поля |
3 |
3 – Направление силовых линий определено точно с помощью компасов для всех конфигураций, проведены измерения относительной интенсивности поля на различных расстояниях, данные представлены в виде таблиц или графиков. 2 – Направление силовых линий определено, но отсутствуют систематические измерения интенсивности поля или данные представлены неполно. 1 – Определение направления силовых линий проведено формально, без количественных измерений интенсивности. |
|
Исследование экранирования и искажения полей |
2 |
2 – Проведен детальный анализ искажения магнитного поля при внесении ферромагнитных предметов и экранов различной формы, выявлены закономерности концентрации силовых линий. 1 – Эффекты искажения и экранирования отмечены, но не проанализированы детально. 0 – Исследование экранирования и искажения полей отсутствует или выполнено некорректно. |
|
Интерпретация результатов |
2 |
2 – Представлена полная физическая интерпретация наблюдаемых картин магнитного поля, проведены аналогии с теоретическими моделями, выявлены закономерности формирования силовых линий. 1 – Интерпретация результатов присутствует, но не охватывает все наблюдаемые явления или содержит неточности. 0 – Интерпретация отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
|
Оформление и представление результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с качественными изображениями, таблицами данных и схемами, выводы логически обоснованы и соответствуют экспериментальным наблюдениям. 1 – Результаты представлены, но оформление недостаточно систематично или отсутствуют некоторые элементы документации. 0 – Представление результатов неудовлетворительное, отсутствует структура и необходимая документация. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Превосходное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание структуры магнитного поля и методов его исследования.
12-14 баллов – Качественное выполнение с некоторыми недочетами в детализации или интерпретации результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных принципов, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, требующее повторного проведения эксперимента с коррекцией методики исследования.
Изучение магнитного поля проводника с током
Задача "Исследование структуры и свойств магнитного поля проводников различной формы"
В этом эксперименте учащиеся исследуют магнитное поле, создаваемое током в проводниках различной конфигурации. Необходимое оборудование: источник питания постоянного тока (безопасного напряжения), проводники разной формы (прямой, кольцевой, спиральный), ключ, реостат, амперметр, компасы, железные опилки, прозрачная пластина, магнитные стрелки.
Основные исследования:
1. Изучение магнитного поля прямого проводника:
- Проводник располагается вертикально через отверстие в горизонтальной пластине
- Вокруг проводника размещаются компасы на разных расстояниях
- При включении тока наблюдается ориентация стрелок компасов
- С помощью железных опилок визуализируется концентрическая структура поля
- Проверяется правило буравчика и зависимость ориентации стрелок от направления тока
2. Исследование магнитного поля кругового витка:
- Проволочное кольцо располагается в вертикальной плоскости
- Компасы размещаются в различных точках вокруг кольца
- Наблюдается пространственная структура поля, сравнивается с полем полосового магнита
3. Изучение магнитного поля соленоида:
- Наблюдение поля внутри и снаружи катушки с током
- Сравнение с полем постоянного магнита
- Исследование зависимости силы поля от силы тока и числа витков
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать проводники большого диаметра с тактильной маркировкой
Применять звуковую индикацию наличия тока в цепи
Создавать объемные модели магнитных полей разных конфигураций
Использовать тактильное ощущение взаимодействия катушки с постоянным магнитом
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предоставить четкий алгоритм действий с предсказуемыми результатами
Минимизировать неожиданные эффекты (щелчки переключателей, колебания стрелок)
Обеспечить возможность индивидуальной работы в комфортной обстановке
Использовать предварительные видеодемонстрации для подготовки к эксперименту
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Конструировать устойчивые установки с надежной фиксацией элементов
Использовать крупные переключатели, доступные для управления
Предусмотреть возможность дистанционного управления цепью
Применять компьютерную регистрацию результатов
- Для учащихся с интеллектуальными нарушениями:
Упростить эксперимент до наблюдения основных закономерностей
Использовать яркие визуальные эффекты (например, отклонение крупной магнитной стрелки)
Применять пошаговые карточки с иллюстрациями
Использовать аналогии с понятными повседневными явлениями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Корректность сборки экспериментальной установки |
5 |
5 – Установки для всех типов проводников собраны безупречно, обеспечено надежное крепление элементов, измерительные приборы включены правильно, соблюдены требования безопасности. 4 – Установки собраны правильно, но имеются незначительные погрешности в расположении элементов или креплении компонентов. 3 – В сборке установок есть недостатки, не препятствующие проведению основных наблюдений, но снижающие точность эксперимента. 2 – Допущены существенные ошибки в сборке, не позволяющие получить достоверные результаты для некоторых конфигураций. 1 – Установки собраны неправильно, не обеспечивают возможность проведения корректных наблюдений. |
|
Качество визуализации магнитных полей |
3 |
3 – Магнитные поля всех типов проводников визуализированы четко, с высокой детализацией структуры силовых линий, результаты зафиксированы в виде качественных изображений. 2 – Визуализация выполнена для большинства конфигураций, но отдельные детали структуры полей не прослеживаются или документирование неполное. 1 – Визуализация выполнена на низком уровне, структура полей просматривается слабо или интерпретирована некорректно. |
|
Проверка правил и законов электромагнетизма |
3 |
3 – Экспериментально проверены и подтверждены все основные закономерности (правило буравчика, правило правой руки, зависимость поля от силы тока), выполнены количественные измерения. 2 – Основные закономерности проверены, но отсутствуют количественные измерения или проверка выполнена не для всех конфигураций. 1 – Проверка правил и законов проведена формально, без систематического анализа результатов. |
|
Сравнительный анализ полей различных проводников |
2 |
2 – Проведен детальный сравнительный анализ магнитных полей прямого проводника, кольцевого витка и соленоида, выявлены ключевые различия и сходства, результаты представлены в систематизированном виде. 1 – Сравнение проведено, но анализ поверхностный или не охватывает все конфигурации. 0 – Сравнительный анализ отсутствует или проведен некорректно. |
|
Исследование зависимостей от параметров цепи |
2 |
2 – Экспериментально исследованы и количественно охарактеризованы зависимости магнитного поля от силы тока, числа витков и других параметров, данные представлены в виде таблиц или графиков. 1 – Зависимости исследованы качественно, без систематических измерений или анализа данных. 0 – Исследование зависимостей отсутствует или проведено некорректно. |
|
Оформление и интерпретация результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с иллюстрациями, схемами, таблицами данных, дана полная физическая интерпретация наблюдаемых явлений, проведены аналогии с теоретическими моделями. 1 – Результаты документированы, но оформление неполное или интерпретация содержит неточности. 0 – Оформление результатов неудовлетворительное, интерпретация отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание взаимосвязи тока и магнитного поля, владение экспериментальными методами исследования.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или оформлении результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее базовое понимание явлений, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, не демонстрирующее понимания основных принципов электромагнетизма, требуется повторное проведение эксперимента.
Раздел 5. Световые явления
- Экспериментальные задачи по оптике
Исследование прямолинейного распространения света
Задача "Изучение прямолинейного распространения света и образования тени и полутени"
В этом эксперименте учащиеся исследуют основной закон геометрической оптики. Для работы понадобятся: источник света (точечный и протяженный), непрозрачные предметы различной формы, экран, линейка, миллиметровая бумага.
Эксперимент включает следующие этапы:
1. Создание модели камеры-обскуры из картонной коробки с маленьким отверстием и полупрозрачным экраном
2. Наблюдение перевернутого изображения объектов через камеру-обскуру
3. Исследование зависимости четкости изображения от размера отверстия
4. Изучение образования тени от точечного источника света
5. Исследование образования тени и полутени при использовании протяженного источника света
6. Определение зависимости размеров тени от расстояния между источником света, предметом и экраном
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать яркие, контрастные источники света
Создавать тактильные модели световых лучей с помощью натянутых нитей
Работать с осязаемыми теневыми проекциями (через рельефные экраны)
Использовать звуковые датчики интенсивности света для определения границ тени
- Для учащихся с нарушениями слуха:
Предоставить подробные письменные инструкции с схематичными иллюстрациями
Использовать световую индикацию для обозначения этапов эксперимента
Применять видеоинструкции с субтитрами
Обеспечить визуальную обратную связь при правильном выполнении заданий
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивые штативы для фиксации оборудования
Использовать адаптированные переключатели для источников света
Предусмотреть возможность регулировки высоты рабочей поверхности
Применять приспособления для фиксации линеек и измерительных инструментов
- Для учащихся с особенностями когнитивного развития:
Разделить эксперимент на простые последовательные шаги
Использовать интерактивные демонстрации перед самостоятельной работой
Применять шаблоны для записи наблюдений
Предоставить визуальные подсказки для понимания связи между наблюдаемыми явлениями
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Качество изготовления камеры-обскуры |
5 |
5 – Камера-обскура изготовлена безупречно: светонепроницаемый корпус, аккуратное отверстие регулируемого размера, качественный полупрозрачный экран, обеспечивающий четкое изображение. 4 – Камера-обскура функциональна, но имеются незначительные недостатки в исполнении (недостаточная светонепроницаемость или несовершенство экрана). 3 – Камера-обскура работоспособна, позволяет наблюдать основные эффекты, но качество изображения существенно снижено из-за конструктивных недочетов. 2 – Конструкция камеры имеет серьезные недостатки, позволяющие получить лишь приблизительное представление о наблюдаемых явлениях. 1 – Камера-обскура не функциональна или не выполняет своего основного назначения. |
|
Исследование факторов, влияющих на качество изображения |
3 |
3 – Проведено систематическое исследование влияния размера отверстия на четкость изображения, данные зафиксированы количественно, найден оптимальный диаметр отверстия, исследовано влияние расстояний между объектом, камерой и экраном. 2 – Исследование проведено, но отсутствуют количественные измерения или изучены не все факторы, влияющие на качество изображения. 1 – Исследование проведено поверхностно, без системного подхода или анализа результатов. |
|
Изучение теней от точечного источника |
3 |
3 – Детально исследованы закономерности образования теней от точечного источника, проведены точные измерения размеров теней при различных расстояниях, построены и проанализированы математические зависимости. 2 – Основные закономерности выявлены, но отсутствуют точные измерения или математический анализ зависимостей. 1 – Наблюдения проведены бессистемно, без выявления закономерностей или с ошибками в интерпретации. |
|
Исследование тени и полутени от протяженного источника |
2 |
2 – Проведено детальное исследование образования тени и полутени от протяженного источника, выявлены и количественно охарактеризованы закономерности формирования границ, объяснена физическая сущность явления. 1 – Тень и полутень от протяженного источника исследованы, но без количественных измерений или с неполным анализом закономерностей. 0 – Исследование образования тени и полутени от протяженного источника отсутствует или проведено некорректно. |
|
Построение геометрических моделей |
2 |
2 – Построены точные геометрические модели формирования изображения в камере-обскуре и образования теней, проведено сопоставление теоретических расчетов с экспериментальными данными. 1 – Геометрические модели построены, но содержат неточности или не сопоставлены с экспериментом. 0 – Геометрические модели отсутствуют или построены некорректно. |
|
Оформление и анализ результатов |
2 |
2 – Результаты представлены в виде структурированного отчета с иллюстрациями, схемами, таблицами данных и графиками зависимостей, дана физическая интерпретация наблюдаемых явлений, сделаны обоснованные выводы. 1 – Результаты документированы, но оформление неполное или анализ поверхностный. 0 – Оформление результатов неудовлетворительное, анализ отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание закономерностей прямолинейного распространения света и умение проводить точные измерения и анализ.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или оформлении результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных принципов, но требующее более глубокого анализа и систематизации.
6-8 баллов – Выполнение на базовом уровне с существенными пробелами в исследовании или интерпретации данных.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, не демонстрирующее понимания основных принципов геометрической оптики, требуется повторное проведение эксперимента.
Изучение отражения и преломления света
Задача "Экспериментальное исследование законов отражения и преломления света"
В этом эксперименте учащиеся исследуют законы отражения и преломления света на границе различных сред. Необходимое оборудование: источник света с узким пучком (лазерная указка или источник с щелевой диафрагмой), плоское зеркало, набор прозрачных пластин с разными показателями преломления, транспортир, линейка, белый экран, порошок мела или крахмала для визуализации луча.
Основные исследования:
1. Проверка закона отражения света:
- Луч направляется на зеркало под различными углами
- Измеряются углы падения и отражения
- Строится график зависимости угла отражения от угла падения
- Проверяется равенство углов падения и отражения
2. Исследование закона преломления света:
- Луч направляется на границу воздух-стекло под различными углами
- Измеряются углы падения и преломления
- Вычисляется отношение синусов углов для разных углов падения
- Определяется показатель преломления материала
3. Наблюдение явления полного внутреннего отражения:
- Луч направляется из оптически более плотной среды в менее плотную
- Постепенно увеличивается угол падения
- Определяется предельный угол, при котором происходит полное внутреннее отражение
Рекомендации для инклюзивного класса:
- Для учащихся с нарушениями зрения:
Использовать высококонтрастные установки (черный фон, яркий луч)
Применять тактильные шаблоны и модели для демонстрации законов
Работать с рельефными угломерами и линейками
Использовать ароматизированный порошок для визуализации лучей (для возможности определения положения луча по запаху)
- Для учащихся с расстройствами аутистического спектра:
Предупреждать о возможных световых эффектах
Предоставлять четкие алгоритмы действий с ожидаемыми результатами
Обеспечивать предсказуемость каждого этапа эксперимента
Использовать фотографии ожидаемых результатов для сравнения
- Для учащихся с трудностями в обучении:
Использовать цветовое кодирование для падающего и отраженного/преломленного лучей
Предоставлять шаблоны для построения лучей и измерения углов
Применять цифровые средства для расчетов и построения графиков
Предлагать аналогии с механическими явлениями (например, отражение мяча)
- Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата:
Обеспечить устойчивое крепление оптических элементов
Использовать лазерные указки с удобными держателями
Предусмотреть возможность управления экспериментом с помощью компьютера
Применять фотофиксацию результатов для последующего анализа
|
Критерий |
Максимальный балл |
Дескриптор (уровень выполнения) |
|
Точность экспериментальной установки |
5 |
5 – Экспериментальная установка собрана с высокой точностью, обеспечено надежное крепление оптических элементов, измерительные инструменты расположены корректно, световой пучок четко визуализирован и имеет минимальную расходимость. 4 – Установка функциональна, но имеются незначительные погрешности в юстировке оптических элементов или визуализации светового пучка. 3 – Установка позволяет проводить основные измерения, однако присутствуют недостатки, снижающие точность экспериментальных данных. 2 – В конструкции установки есть существенные недочеты, значительно ограничивающие точность измерений. 1 – Установка собрана некорректно, не позволяет получить достоверные результаты. |
|
Исследование закона отражения света |
3 |
3 – Закон отражения проверен с высокой точностью для широкого диапазона углов падения, данные систематизированы в таблицу, построен график зависимости, вычислена погрешность измерений, проанализированы возможные источники ошибок. 2 – Закон отражения проверен для нескольких углов падения, данные систематизированы, но отсутствует детальный анализ погрешностей или диапазон измерений ограничен. 1 – Исследование закона отражения проведено поверхностно, измерения несистематичны или содержат значительные ошибки. |
|
Исследование закона преломления света |
3 |
3 – Закон преломления проверен для различных углов падения и нескольких оптических сред, вычислены показатели преломления материалов, данные представлены в виде таблиц и графиков зависимости sin α / sin β, проведен анализ постоянства этого отношения. 2 – Закон преломления исследован для одного материала или ограниченного диапазона углов, расчеты показателя преломления проведены с неполным анализом точности. 1 – Исследование закона преломления фрагментарно, отсутствует систематизация данных или расчеты содержат существенные ошибки. |
|
Исследование полного внутреннего отражения |
2 |
2 – Явление полного внутреннего отражения исследовано детально, экспериментально определен предельный угол для различных сред, результаты сопоставлены с теоретическими расчетами на основе показателей преломления. 1 – Явление наблюдается, но предельный угол определен приблизительно или для одной среды, сопоставление с теорией отсутствует или неполное. 0 – Исследование полного внутреннего отражения отсутствует или проведено некорректно. |
|
Математическая обработка результатов |
2 |
2 – Выполнена полная математическая обработка экспериментальных данных, включая статистический анализ, расчет погрешностей, сравнение экспериментальных значений с теоретическими, построение графиков с указанием доверительных интервалов. 1 – Математическая обработка проведена, но отсутствует анализ погрешностей или графическое представление данных неполное. 0 – Математическая обработка отсутствует или содержит принципиальные ошибки. |
|
Физическая интерпретация и выводы |
2 |
2 – Представлена глубокая физическая интерпретация наблюдаемых явлений, обоснованы причины отклонений экспериментальных данных от теоретических, сформулированы четкие выводы, соответствующие результатам эксперимента. 1 – Интерпретация присутствует, но анализ неполный или выводы не полностью соответствуют экспериментальным данным. 0 – Физическая интерпретация отсутствует или содержит фундаментальные ошибки, выводы не соответствуют результатам. |
Общий балл: 17
15-17 баллов – Отличное выполнение работы, демонстрирующее глубокое понимание оптических явлений и умение проводить точные измерения и анализ.
12-14 баллов – Хорошее выполнение с незначительными упущениями в отдельных аспектах исследования или обработке результатов.
9-11 баллов – Удовлетворительное выполнение, показывающее понимание основных оптических законов, но требующее более тщательного подхода к эксперименту и анализу данных.
6-8 баллов – Базовый уровень выполнения с существенными недостатками в экспериментальной технике или интерпретации результатов.
Менее 6 баллов – Неудовлетворительное выполнение, демонстрирующее недостаточное понимание оптических законов и принципов проведения эксперимента.
Раздел 6. Организация работы в инклюзивном классе
Организация работы в инклюзивном классе при проведении физического эксперимента требует особого внимания к созданию универсальной учебной среды, учитывающей разнообразные образовательные потребности учащихся. Физика как экспериментальная наука предоставляет широкие возможности для мультисенсорного обучения, что особенно важно в инклюзивном образовании.
Адаптация экспериментальных заданий для учащихся с нарушениями зрения требует комплексного подхода, учитывающего особенности восприятия информации такими детьми. При изучении тепловых явлений эффективным решением становится использование термочувствительных материалов, позволяющих тактильно ощущать изменение температуры. Например, для демонстрации процесса теплопередачи можно использовать термохромные краски или пленки, меняющие цвет при нагревании – для слабовидящих учеников, и термочувствительные рельефные поверхности – для незрячих.
При проведении экспериментов по электростатике и электродинамике целесообразно применять звуковую индикацию электрических параметров. Современные мультиметры со звуковым сопровождением позволяют незрячим ученикам самостоятельно проводить измерения силы тока, напряжения и сопротивления. Для изучения электромагнитных явлений можно использовать катушки с сердечниками различной формы и материала, позволяющие тактильно различать интенсивность магнитного поля по силе притяжения.
Особого внимания требует адаптация оптических экспериментов , традиционно считающихся недоступными для учащихся с нарушениями зрения. Однако современные технологии позволяют преодолеть эти ограничения. Для изучения законов геометрической оптики эффективно использование тактильных схем хода лучей, выполненных на специальной рельефной бумаге. Для демонстрации фокусировки световых лучей можно применять термодатчики, преобразующие тепловой эффект в звуковой сигнал, интенсивность которого пропорциональна яркости света.
При планировании лабораторных работ для учащихся с нарушениями зрения необходимо предусмотреть увеличение времени на выполнение заданий, подготовку инструкций на аудионосителях или шрифтом Брайля, а также возможность работы в парах, где зрячий партнер может описывать визуальные аспекты эксперимента, не выполняя при этом работу за незрячего ученика.
Модификация экспериментов для учащихся с нарушениями слуха основывается на максимальном использовании визуальных средств и тактильных ощущений. При изучении механических и тепловых явлений особое внимание следует уделять наглядной демонстрации процессов с использованием высококонтрастных материалов, замедленной съемки, инфракрасных камер для визуализации тепловых процессов.
Для экспериментов по электричеству и магнетизму эффективно применение светодиодной индикации различных режимов работы электрических цепей. Например, при исследовании закона Ома изменение силы тока может сопровождаться изменением яркости светодиода, а для демонстрации правила Ленца можно использовать разноцветные светодиоды, показывающие направление индукционного тока.
Важным аспектом является обеспечение визуального доступа к объяснениям учителя. Для этого используются технологии дополненной реальности, позволяющие накладывать текстовые комментарии на реальные объекты, печатные инструкции с поясняющими иллюстрациями, видеозаписи с субтитрами.
При проведении групповых экспериментов необходимо обеспечить возможность прямого визуального контакта глухого ученика с говорящим (для чтения по губам), а также предусмотреть систему визуальных сигналов для координации действий участников эксперимента.
Варианты заданий для учащихся с ограниченной подвижностью разрабатываются с учетом специфики двигательных нарушений. Для учеников с нарушениями функций верхних конечностей необходимо адаптировать лабораторное оборудование: использовать устройства с увеличенными элементами управления, магнитные или защелкивающиеся соединения, устойчивые подставки с нескользящей поверхностью.
При проведении экспериментов по термодинамике целесообразно использовать термометры с крупным дисплеем или голосовым сопровождением, закрепленные на специальных штативах. Для изучения электрических явлений эффективно применение магнитных конструкторов электрических цепей, где компоненты легко соединяются без необходимости мелких манипуляций.
Для учащихся, использующих инвалидную коляску, необходимо обеспечить доступность оборудования путем регулировки высоты рабочих поверхностей или использования специальных подставок. При выполнении оптических экспериментов целесообразно применять оптические скамьи с вертикальным расположением элементов, что позволяет проводить наблюдения с уровня сидящего человека.
В случаях выраженных двигательных нарушений эффективно использование компьютерных симуляций физических экспериментов с альтернативными устройствами ввода (джойстики, сенсорные панели, системы отслеживания взгляда). Важно подчеркнуть, что такие симуляции не должны полностью заменять реальный эксперимент, а служить дополнением к нему.
Использование цифровых инструментов и датчиков является одним из наиболее эффективных способов адаптации экспериментов для инклюзивного класса. Современные цифровые лаборатории позволяют существенно расширить возможности учащихся с различными образовательными потребностями.
При изучении тепловых явлений цифровые датчики температуры обеспечивают высокую точность измерений, возможность визуализации данных в виде графиков в реальном времени, звуковое сопровождение изменений температуры. Это особенно важно для учащихся с нарушениями зрения и моторики.
Для экспериментов по электродинамике цифровые мультиметры с крупным дисплеем, звуковым сопровождением и беспроводной передачей данных позволяют всем учащимся независимо от особенностей развития участвовать в сборе и анализе экспериментальных данных. Программное обеспечение, совместимое со скринридерами, обеспечивает доступность информации для незрячих учеников.
При изучении магнитных явлений датчики магнитного поля с визуальной и звуковой индикацией позволяют исследовать невидимые магнитные поля, делая их доступными для восприятия учащимися с различными образовательными потребностями.
Особую ценность имеют цифровые инструменты при проведении оптических экспериментов . Видеокамеры с функцией увеличения и обработки изображения, системы компьютерного зрения для анализа оптических явлений, специализированные датчики освещенности позволяют учащимся с нарушениями зрения участвовать в экспериментах по геометрической и волновой оптике.
Важным преимуществом цифровых лабораторий является возможность дистанционного управления экспериментом, что особенно актуально для учащихся с ограниченной подвижностью. Например, при изучении законов электромагнитной индукции ученик может управлять движением магнита через простой интерфейс, доступный для использования даже при существенных двигательных нарушениях.
Цифровые инструменты также расширяют возможности анализа экспериментальных данных. Программное обеспечение для автоматической обработки результатов, построения графиков, статистического анализа позволяет учащимся сосредоточиться на физической сути явлений, а не на технических аспектах обработки данных.
При всех преимуществах цифровых инструментов необходимо помнить о сохранении баланса между технологическими решениями и развитием практических навыков. Для многих учащихся с особыми образовательными потребностями именно тактильное взаимодействие с реальными физическими приборами и явлениями имеет ключевое значение для формирования научных понятий.
Раздел 7. Организация оценивания
Организация оценивания экспериментальных работ в инклюзивном классе требует особого подхода, учитывающего индивидуальные особенности учащихся и обеспечивающего объективную оценку достижений каждого ученика. При изучении физики в 8-9 классах особую значимость приобретает оценка практических навыков, формируемых в ходе лабораторных работ по темам, представленным в учебной программе Казахстана.
Критерии оценивания экспериментальных работ в инклюзивном классе должны быть достаточно гибкими, чтобы учитывать индивидуальные особенности учащихся, но при этом сохранять объективность и соответствие образовательным стандартам. При разработке критериев оценивания для учащихся с особыми образовательными потребностями целесообразно использовать многокомпонентный подход, включающий оценку различных аспектов экспериментальной деятельности.
При оценивании экспериментальных работ по физике в инклюзивном классе можно выделить следующие основные компоненты:
- Планирование эксперимента (понимание цели, выбор оборудования и методов)
- Практическое выполнение (сборка установки, проведение измерений)
- Обработка и анализ результатов (вычисления, построение графиков)
- Формулирование выводов (интерпретация результатов, соотнесение с теорией)
- Коммуникативные навыки (представление результатов, работа в группе)
Для учащихся с нарушениями зрения при оценивании экспериментальных работ по тепловым явлениям или электрическим явлениям акцент может быть сделан на точности логических рассуждений, корректности выводов и способности описать наблюдаемые процессы, а не на визуальном наблюдении и фиксации данных. При проведении оптических экспериментов для таких учащихся целесообразно оценивать теоретическое понимание процессов и способность работать с тактильными моделями.
Для учащихся с нарушениями слуха оценивание может фокусироваться на качестве выполнения практической части работы, точности измерений и правильности графического представления результатов, с меньшим акцентом на устное объяснение наблюдаемых явлений. Важно предусмотреть альтернативные формы представления результатов – письменные отчеты, схемы, компьютерные презентации.
Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата критерии оценивания могут делать упор на теоретическое обоснование эксперимента, планирование работы, анализ результатов и формулирование выводов, с меньшим акцентом на самостоятельное выполнение технических манипуляций. При изучении электромагнитных явлений оценивается способность правильно спланировать эксперимент и интерпретировать результаты, полученные с помощью ассистента.
При разработке критериев для учащихся с особенностями интеллектуального развития важно учитывать уровень сложности задания и степень оказываемой поддержки. Например, при изучении простых электрических цепей оценивается правильность сборки схемы по образцу, понимание функций основных элементов и способность объяснить наблюдаемые явления на элементарном уровне.
Важным принципом оценивания в инклюзивном классе является сравнение достижений ученика не с результатами других учащихся, а с его собственными предыдущими достижениями. Такой подход позволяет отслеживать индивидуальный прогресс каждого ученика и формировать положительную мотивацию к изучению физики.
Формирующее оценивание приобретает особую значимость в инклюзивном образовании, так как позволяет своевременно выявлять трудности и корректировать процесс обучения. В контексте экспериментальных задач по физике формирующее оценивание предполагает непрерывный мониторинг деятельности учащихся на всех этапах работы с предоставлением конструктивной обратной связи.
При изучении тепловых явлений формирующее оценивание может включать наблюдение за процессом планирования эксперимента, контрольные вопросы для проверки понимания физических принципов, рекомендации по совершенствованию измерительных навыков. На этапе анализа результатов учитель может задавать наводящие вопросы, помогающие учащимся самостоятельно обнаружить и исправить ошибки в расчетах или выводах.
Для эффективного формирующего оценивания в инклюзивном классе можно использовать различные инструменты:
- Чек-листы для самооценки и взаимооценки, адаптированные для разных категорий учащихся
- Карты понятий для визуализации связей между физическими явлениями
- Рубрики с четко обозначенными критериями качества выполнения каждого этапа работы
- Мини-конференции для обсуждения промежуточных результатов
Особенно ценным инструментом формирующего оценивания является организация обратной связи от сверстников. При изучении законов электрического тока или оптических явлений учащиеся могут обмениваться идеями, обсуждать методики эксперимента, совместно анализировать полученные результаты. Такое взаимодействие способствует не только улучшению качества работы, но и развитию коммуникативных навыков, формированию инклюзивной культуры в классе.
Для учащихся с особыми образовательными потребностями важно обеспечить психологически безопасную среду для получения обратной связи. Комментарии должны быть конструктивными, фокусироваться на конкретных аспектах работы, а не на личностных характеристиках ученика. Необходимо отмечать даже небольшие успехи, формируя уверенность в собственных силах.
Портфолио достижений представляет собой эффективный альтернативный метод оценивания в инклюзивном классе, позволяющий учитывать индивидуальный прогресс каждого ученика и демонстрировать его достижения в различных аспектах изучения физики. Портфолио может включать разнообразные материалы, отражающие работу учащегося над экспериментальными заданиями по всем разделам курса физики 8-9 классов.
При изучении тепловых явлений в портфолио могут быть включены протоколы лабораторных работ, фотографии или видеозаписи экспериментов, графики зависимостей физических величин, рефлексивные заметки ученика. Для учащихся с нарушениями зрения портфолио может содержать аудиозаписи описаний наблюдаемых процессов и выводов.
При работе с электрическими явлениями портфолио может включать схемы собранных электрических цепей, результаты измерений электрических величин, анализ зависимостей в форме таблиц и графиков. Для учащихся с ограниченной подвижностью важно предусмотреть возможность электронного портфолио, которое легче пополнять и просматривать.
Изучение магнитных и электромагнитных явлений может быть представлено в портфолио через фотографии визуализации магнитных полей, описания экспериментов по электромагнитной индукции, модели электромагнитных устройств. Учащиеся с особенностями интеллектуального развития могут включать в портфолио упрощенные схемы и модели, отражающие базовое понимание изучаемых явлений.
Раздел оптики в портфолио может быть представлен через схемы хода лучей, фотографии полученных изображений, расчеты параметров оптических систем. Для учащихся с нарушениями зрения могут быть включены тактильные модели и описания экспериментов, выполненные с помощью ассистивных технологий.
Важной частью портфолио являются рефлексивные материалы, в которых ученик анализирует свой прогресс, трудности, с которыми он столкнулся, и способы их преодоления. Такая рефлексия способствует развитию метакогнитивных навыков и формированию ответственного отношения к обучению.
Для объективной оценки портфолио необходимо разработать четкие критерии, учитывающие как общие требования к освоению физики, так и индивидуальные особенности учащихся. Критерии могут включать полноту представленных материалов, корректность научных объяснений, оригинальность подходов к решению задач, прогресс в освоении экспериментальных навыков.
Представление и защита портфолио может проходить в различных форматах, адаптированных для разных категорий учащихся: устная презентация, стендовый доклад, компьютерная презентация, видеоотчет. Это позволяет каждому ученику продемонстрировать свои достижения наиболее комфортным способом.
Таким образом, комплексный подход к оцениванию экспериментальных работ в инклюзивном классе, включающий адаптированные критерии оценки, формирующее оценивание и портфолио достижений, позволяет обеспечить объективную оценку индивидуального прогресса каждого ученика, поддерживать мотивацию к изучению физики и способствовать формированию инклюзивной образовательной среды.
Раздел 8. Практические рекомендации
Организация групповой работы в инклюзивном классе требует тщательного планирования и учета индивидуальных особенностей каждого ученика. При проведении физических экспериментов, предусмотренных программой для 8-9 классов, эффективным подходом является создание гетерогенных групп, включающих учащихся с различными образовательными потребностями. Такой подход способствует взаимному обогащению опытом, формированию коммуникативных навыков и развитию инклюзивной культуры.
При изучении тепловых явлений целесообразно формировать группы по 3-4 человека, распределяя роли с учетом сильных сторон каждого участника. Например, при исследовании теплопроводности различных материалов ученик с нарушением зрения может отвечать за контроль времени и запись аудиоотчета, учащийся с нарушением слуха – за проведение измерений и фиксацию результатов, ученик с нарушением опорно-двигательного аппарата может выполнять роль научного консультанта, направляя деятельность группы и анализируя полученные данные.
Важно периодически менять состав групп и распределение ролей, чтобы предоставить всем учащимся возможность проявить себя в различных аспектах экспериментальной деятельности. При работе с электрическими цепями один и тот же ученик может сначала выступать в роли конструктора схемы, а затем – аналитика результатов или докладчика.
Для успешной организации групповой работы в инклюзивном классе необходимо четко структурировать задание, разбивая его на понятные этапы с обозначенным временем выполнения. При изучении электромагнитных явлений эффективно использование маршрутных листов с описанием каждого шага эксперимента, критериями успешного выполнения и местом для фиксации промежуточных результатов.
Пространственная организация класса имеет большое значение для эффективной групповой работы. Рабочие места должны быть достаточно просторными для размещения необходимого оборудования и свободного доступа всех участников группы. При проведении оптических экспериментов желательно использовать круглые или трапециевидные столы, позволяющие всем членам группы видеть демонстрируемые явления.
Учитель должен обеспечивать баланс между структурированным руководством и самостоятельностью групп. При изучении новых тем, например, законов отражения и преломления света, целесообразно предоставлять подробные инструкции и образцы оформления результатов. По мере накопления опыта экспериментальной деятельности можно переходить к более открытым заданиям, где группам предлагается самостоятельно спланировать эксперимент для проверки определенной гипотезы.
Обеспечение безопасности при проведении физических экспериментов в инклюзивном классе требует особого внимания, учитывая разнообразие образовательных потребностей учащихся. Базовым требованием является создание безбарьерной среды, где каждый ученик может безопасно перемещаться и имеет доступ к необходимому оборудованию.
При проведении экспериментов с электрическими цепями необходимо использовать источники питания с ограничением по току и напряжению, автоматическими предохранителями. Рабочее место должно быть оборудовано изолирующими матами, легкодоступными выключателями. Для учащихся с нарушениями зрения целесообразно использовать цветовую и тактильную маркировку потенциально опасных элементов, звуковую сигнализацию превышения допустимых значений тока.
Работа с тепловыми явлениями требует применения термостойких материалов, безопасных нагревателей с автоматическим отключением при перегреве. Для учащихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата необходимо обеспечить устойчивость лабораторного оборудования, использовать нескользящие поверхности и защитные экраны.
При проведении оптических экспериментов с использованием лазерных указок необходимо применять устройства малой мощности, исключающие возможность попадания луча в глаза. Для учащихся с нарушениями слуха важно дополнить стандартные звуковые сигналы опасности визуальными индикаторами.
Особое внимание следует уделять адаптации инструкций по технике безопасности, обеспечивая их доступность для всех категорий учащихся. Для учеников с нарушениями зрения инструкции должны быть доступны в аудиоформате или шрифтом Брайля, для учащихся с нарушениями слуха – в виде наглядных пиктограмм, для учеников с особенностями интеллектуального развития – в виде простых пошаговых алгоритмов с иллюстрациями.
Эффективной практикой является проведение "сухих тренировок" перед выполнением потенциально опасных экспериментов. Например, перед изучением закона Ома или электромагнитной индукции полезно отработать порядок действий на обесточенном оборудовании, убедиться в понимании каждым учеником правил безопасности.
В инклюзивном классе желательно применять принцип дублирования средств безопасности. Например, при работе с нагревательными приборами использовать не только автоматические термостаты, но и визуальные индикаторы нагрева (термохромные элементы), тактильные сигнализаторы (изменение фактуры поверхности).
Учитель должен учитывать специфические риски для разных категорий учащихся. Например, при работе с магнитными полями необходимо помнить о возможном наличии у учеников кардиостимуляторов или других медицинских устройств, чувствительных к электромагнитному излучению.
Взаимодействие с ассистентами и тьюторами является важным аспектом организации инклюзивного обучения физике. Ассистенты и тьюторы выполняют различные функции в зависимости от потребностей конкретных учащихся и специфики изучаемой темы.
При проведении экспериментальных работ по исследованию тепловых явлений ассистент может помогать ученику с нарушениями опорно-двигательного аппарата в манипуляциях с оборудованием, но не должен подменять его интеллектуальную деятельность – планирование эксперимента, анализ результатов, формулирование выводов ученик выполняет самостоятельно.
Для учащихся с нарушениями зрения тьютор может выполнять функцию "зрительного переводчика", описывая визуальные аспекты экспериментов по электростатике или оптике , недоступные непосредственному восприятию ученика. Важно, чтобы такое описание было объективным, без интерпретаций, позволяя ученику самостоятельно делать выводы.
Эффективное взаимодействие учителя физики с ассистентами и тьюторами требует четкого распределения ролей и ответственности. Перед проведением экспериментальных работ необходимо совместно обсудить цели и задачи урока, ожидаемые результаты, возможные трудности конкретных учеников и стратегии их преодоления.
Ассистенты и тьюторы должны быть ознакомлены с содержанием учебной программы по физике, основными физическими понятиями и законами, изучаемыми в 8-9 классах. Это позволит им более эффективно поддерживать учащихся в процессе экспериментальной деятельности, не искажая научную сущность явлений.
При изучении сложных тем, таких как электромагнитная индукция или оптические приборы, полезно проводить предварительные консультации с ассистентами, демонстрируя им эксперименты, которые будут выполняться на уроке, объясняя физические принципы и методику проведения измерений.
Важно, чтобы степень вмешательства ассистента или тьютора постепенно снижалась, способствуя развитию самостоятельности ученика. Например, при первоначальном изучении электрических цепей ассистент может помогать в соединении элементов, но по мере формирования навыков его поддержка становится менее интенсивной.
Тьюторы могут оказывать существенную поддержку в адаптации учебных материалов для учащихся с различными образовательными потребностями. Например, при изучении магнитных явлений тьютор может помогать в создании тактильных моделей магнитных полей для незрячих учеников или в разработке визуальных схем для учащихся с нарушениями слуха.
Ассистенты также играют важную роль в обеспечении безопасности при проведении экспериментов, особенно связанных с использованием электрического тока или нагревательных приборов . Они должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности и уметь оказывать первую помощь при необходимости.
Для эффективного взаимодействия полезно вести документацию, фиксирующую прогресс учащихся, возникающие трудности и успешные стратегии поддержки. Это позволяет обеспечить преемственность в работе с учеником даже при смене ассистента или тьютора.
В идеальной ситуации взаимодействие учителя физики с ассистентами и тьюторами должно строиться на принципах партнерства, взаимного уважения и нацеленности на максимальное развитие потенциала каждого ученика. Совместное планирование, регулярная рефлексия и обмен опытом способствуют повышению эффективности инклюзивного обучения физике.
Заключение
Завершая наше путешествие по миру экспериментальной физики в инклюзивном классе, хочется подчеркнуть главную мысль: физический эксперимент доступен каждому ребенку. Это не просто лозунг, а реальность, которую мы стремились доказать на страницах данного пособия. Физика – наука о природе, а природа окружает всех нас, независимо от наших индивидуальных особенностей.
Экспериментальные задачи, представленные в пособии, охватывают весь спектр физических явлений, изучаемых в 8-9 классах казахстанских школ. Мы рассмотрели тепловые процессы и агрегатные состояния вещества, электрические и магнитные явления, световые явления. Для каждой темы предложены конкретные адаптации экспериментальных заданий с учетом различных образовательных потребностей учащихся.
Важно помнить, что универсальный дизайн экспериментальных заданий не означает создания отдельных "специальных" экспериментов для детей с особыми потребностями. Речь идет о таком планировании работы, при котором один и тот же эксперимент становится доступным для учащихся с различными образовательными возможностями. Это достигается через вариативность способов представления информации, множественность форм деятельности и разнообразие способов демонстрации результатов.
Например, изучение закона электромагнитной индукции может осуществляться через визуальное наблюдение отклонения стрелки гальванометра, через звуковую индикацию возникающего тока или через тактильное ощущение вибрации. При этом сущность физического явления остается неизменной, меняются лишь каналы его восприятия.
Опыт показывает, что такой мультисенсорный подход обогащает учебный процесс не только для детей с особыми потребностями, но и для всех остальных учеников. Он делает физические явления более "объемными", доступными для глубокого понимания. Поэтому инклюзивный подход – это не вынужденная уступка, а новое качество образования, повышающее его эффективность для всех участников.
Важной темой нашего пособия стало оценивание экспериментальной деятельности учащихся. Мы стремились показать, что оценка должна отражать не только конечный результат, но и процесс познания, индивидуальный прогресс каждого ученика. Формирующее оценивание, портфолио достижений, критериальные рубрики – эти инструменты позволяют создать справедливую систему оценки, мотивирующую на дальнейшее развитие.
Безопасность при проведении физических экспериментов – еще один ключевой аспект, требующий особого внимания в инклюзивном классе. Мы постарались предоставить конкретные рекомендации, позволяющие минимизировать риски и сделать экспериментальную деятельность безопасной для всех учащихся.
Организация групповой работы и взаимодействие с ассистентами и тьюторами – темы, необходимые для полноценной реализации инклюзивного подхода. Опыт показывает, что грамотное распределение ролей, учитывающее сильные стороны каждого ученика, создает синергетический эффект, повышающий результативность всей группы.
Завершая работу над пособием, мы осознаем, что инклюзивное образование – это непрерывно развивающаяся область. Появляются новые технологии, методики, подходы. Поэтому мы рассматриваем данное пособие не как окончательное руководство, а как приглашение к творческому поиску, к обмену опытом, к совместному созданию инклюзивной образовательной среды.
Мы надеемся, что материалы пособия вдохновят вас на разработку собственных адаптированных экспериментов, на поиск новых решений, на преодоление барьеров. Каждый учитель физики, работающий в инклюзивном классе, – это исследователь, первопроходец, создающий новую образовательную реальность.
Пусть удивительный мир физических явлений станет доступным для каждого вашего ученика. Пусть радость открытия, азарт экспериментатора и гордость за достигнутый результат испытает каждый ребенок, независимо от его особенностей. В этом и заключается истинная цель инклюзивного образования – не просто предоставить равные возможности, но раскрыть уникальный потенциал каждого ученика.
Список литературы
1. Аксёнова О.В. Технология обучения физике детей с нарушениями зрения: учебно-методическое пособие. - М.: Просвещение, 2021. - 187 с.
2. Власова Т.В., Сунцова А.С. Инклюзивное образование: инновационные подходы к организации взаимодействия. - Екатеринбург: УрФУ, 2020. - 156 с.
3. Галиакберова А.А. Адаптация учебных материалов по физике для учащихся с особыми образовательными потребностями // Физика в школе. - 2022. - №3. - С. 45-52.
4. Государственный общеобязательный стандарт среднего образования Республики Казахстан. Приказ Министра образования и науки Республики Казахстан от 31 октября 2018 года № 604.
5. Ермаков В.П., Якунин Г.А. Основы тифлопедагогики: развитие, обучение и воспитание детей с нарушениями зрения. - М.: ВЛАДОС, 2019. - 240 с.
6. Зарипова А.В. Организация инклюзивной образовательной среды на уроках физики // Вестник педагогических инноваций. - 2021. - №2. - С. 117-125.
7. Исакова О.А. Экспериментальные задачи по физике как средство развития творческих способностей учащихся с ОВЗ // Физика в школе. - 2021. - №5. - С. 23-31.
8. Коротков А.В. Специальное оборудование для проведения лабораторных работ по физике в инклюзивных классах. - Алматы: Казахский национальный педагогический университет имени Абая, 2020. - 124 с.
9. Малофеев Н.Н. Инклюзивное образование в контексте современной социальной политики // Воспитание и обучение детей с нарушениями развития. - 2020. - №1. - С. 3-10.
10. Нурмагамбетов А.А. Инклюзивное образование в Республике Казахстан: состояние и перспективы // Педагогический диалог. - 2022. - №1. - С. 5-14.
11. Рыжова Н.А., Савельева О.Е. Формирующее оценивание в современной школе: теория и практика. - СПб.: Питер, 2022. - 208 с.
12. Сабденова Б.К. Методические аспекты преподавания физики в инклюзивных классах школ Казахстана // Вестник Казахского национального педагогического университета. - 2021. - №2. - С. 78-86.
13. Саламанкская декларация и рамки действий по образованию лиц с особыми потребностями, принятые Всемирной конференцией по образованию лиц с особыми потребностями: доступ и качество. - Саламанка, Испания, 7-10 июня 1994 г.
14. Синельникова Д.Д. Адаптированные лабораторные работы по оптике для учащихся с нарушениями зрения // Физика в школе. - 2022. - №6. - С. 67-74.
15. Тихомирова Л.Ф. Здоровьесберегающие технологии в инклюзивном образовании // Ярославский педагогический вестник. - 2021. - №3. - С. 15-23.
16. Хохлова А.Ю. Эффективные технологии обучения детей с нарушениями слуха в современной школе // Дефектология. - 2020. - №4. - С. 31-40.
17. Шевченко С.Г. Коррекционно-развивающее обучение: теория и практика. - М.: ВЛАДОС, 2018. - 168 с.
18. Шматко Н.Д. Организация образовательных условий для детей с нарушениями слуха в общеобразовательной школе // Дефектология. - 2019. - №5. - С. 19-26.
19. Mitchell D. What Really Works in Special and Inclusive Education: Using Evidence-Based Teaching Strategies. - Routledge, 2020. - 384 p.
20. Tomlinson C.A. The Differentiated Classroom: Responding to the Needs of All Learners. - ASCD, 2019. - 198 p.
шағым қалдыра аласыз













