Физические явления физика 7 класс: Физика — наука о природе. Физические явления

Содержание

Урок»Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения и опыты.»


 


7 класс.


Тема урока: Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения и опыты.


 


Тип урока: урок изучения  нового материала.


 


Цели урока: познакомить учащихся с новым предметом школьного курса, пояснить связь физики с другими науками, ввести физические термины: физические явления, физическое тело, материя, вещество, поле, выявить источники физических знаний,


пробудить у учащихся интерес к изучению физики.


Задачи урока:


 


  • образовательные:  заинтересовать ребят новой для них наукой – физикой; рассказать о ее возникновении и развитии; в общих чертах ознакомить учащихся с тем, что изучает физика и с некоторыми физическими понятиями: физическое тело, вещество, явление, начать формирование  умений проводить физические эксперименты;

  • развивающие:  создать  условия для развития познавательного интереса к предмету, умений  анализировать учебный материал, формировать умения учащихся работать в малых группах (парах), способствовать формированию понимания места и значения науки в жизни человека и необходимости интеллектуальных усилий для успешного обучения и развития человечества в целом, способствовать развитию внимания, любознательности, умения анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы, применять имеющиеся знания в новой ситуации;

  • воспитательные:  познакомить учащихся со структурой учебника физики; провести беседу о бережном отношении к книге, обратить внимание учащихся на строгое соблюдение правил ТБ в кабинете физики для сохранения как собственного здоровья так здоровья окружающихся.


Планируемый результат:


предметные УУД: сформировать систему новых понятий, таких как физические явления, наблюдение, описание, эксперимент, материя, научный метод;


личностные УУД: формировать учебную мотивацию, понимание необходимости приобретения новых знаний, навыки самоорганизации;


познавательные УУД: формировать навыки познания физических явлений и их проявления в жизни, воспитывать любовь к физике;


регулятивные УУД: понимать учебную задачу урока, научить видению нового знания и его связи с имеющимся опытом, понимать значение новых знаний для последующего обучения;


коммуникативные УУД: воспитывать коллективизм, уважение друг к другу, умение слушать, дисциплинированность, самостоятельность мышления.


Методы и приёмы:  мультимедийные технологии,   объяснительно-иллюстративный, эвристическая беседа,   использование кроссворда, игра  «Кто я?».


Средства обучения: компьютер, проектор, экран, презентация «Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения и опыты»,  оборудование  для проведения опытов.


                                                                                        Физика ! Какая  ёмкость  слова!


                                                                                        Физика ! Для нас не просто звук.


                                                                                         Физика – опора и основа


                                                                                          Всех без исключения наук!


 


Ход урока


 


I. Организационный момент.  Создание положительного эмоционального настроя на работу учащихся во время урока. Стимулирование деятельности учащихся, обеспечение общей готовности класса, обеспечение своевременного начала урока. Ознакомление учащихся с учебниками и учебными пособиями, которыми они будут пользоваться при изучении физики, а также структурой этих учебных пособий. Первичный инструктаж по технике безопасности в кабинете физики для учащихся.


 II. Мотивация урока.


    Ученикам предлагается восстановить пропущенное слово и узнать его правильное написание, отгадав следующие загадки                                      (Слайд 1,2)


(ответы учитель заносит в кроссворд на доске):


1. Этот глаз — особый глаз.


    Быстро взглянет он на вас,


    И появится на свет


    Самый точный ваш портрет.


2. Кудри в речку опустила


    И о чем-то загрустила,


    А о чем она грустит,


    Никому не говорит.


3. Свернешь — клин,


    Развернешь — блин.


4. Маленького роста я,


    Тонкая и острая.


    Носом путь себе ищу,


    За собою хвост тащу.


5. Не куст, а с листочками,


    Не рубашка, а сшита,


    Не человек, а рассказывает.


6. День и ночь стою на крыше,


    Нет ушей, но все я слышу,


    Вдаль гляжу, хотя без глаз,


    На экране мой рассказ.


 


   Формулируется тема урока,  сообщаются его цели.   Тему урока учащиеся записывают в тетрадь.                                                             ( Слайд 3)


 


III. Изучение нового материала. (Объяснения учителя, сопровождаемое  презентацией)


     Учитель. Природа — это  всё то, что нас окружает; это – земля и вода, воздух и растения, животные и люди, и все предметы вокруг нас. Именно природу, ее законы и изучает физика.  


 


     Так эту науку назвал еще в IV в. до н.э. древнегреческий учёный Аристотель. Представляете, какая это древняя наука. Слово «физика» в переводе с греческого означает «природа».                                                                             ( Слайд 4)


 


В русский язык слово «физика» ввёл в XVIII веке русский учёный М. В.Ломоносов.     (Слайд 5) 


     Учитель. Но не только физика является наукой, изучающей природу. География, биология, астрономия, химия и другие науки тоже изучают природу.


     Науки о природе зародились очень давно. Первые познания люди получали благодаря своим наблюдениям: ежедневный рассвет и закат, течение рек, дождь, ветер, звездное небо. В Древней Греции людей, занимающихся наукой, называли философами. Затем постепенно произошло разделение наук.


    Учитель. Давайте  вспомним, какие науки вы уже начали изучать?                                                                                                                                                                                     ( Слайд 6)


География изучает климат, а физика объясняет причину возникновения именно таких климатических условий, зарождение циклонов и т. д.


Биология изучает растения и животный мир, физика объясняет, к примеру, как вода из почвы поступает к веткам, листьям деревьев (капилляры), и почему окунь и камбала имеют разное строение скелета.


Астрономия изучает звезды, Солнце, планеты, а физика объясняет, почему планеты движутся вокруг Солнца, а не улетают от него и т. д.


Но самая главная наука о неживой природе — физика                                ( Слайд7)


    Учитель.  На нашей планете часто случаются природные катастрофы, которые называют катаклизмами. Они приносят разрушения и человеческие жертвы, влияют на формирование рельефа планеты. Раньше эти явления вызывали у людей суеверный страх. Сейчас во многих случаях научились предсказывать грозные явления природы, этим занимаются геодезия, метеорология, сейсмология. Но лишь физика может описать и объяснить причину их возникновения.


     Физика является одной из древнейших наук, которая позволяет познать силы природы и поставить их на службу человеку, дает возможность понять современную технику и развивать её дальше. Физика — это наука о природе и тех изменениях, которые в ней происходят.


     Изменения, которые происходят в природе, называют физическими явлениями.                                                                                              (Слайд 8)


      Учитель. Среди большого многообразия явлений в природе физические явления занимают особое место. К ним относятся: механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые, световые.                                                ( Слайд 9,10)


     Учитель. Физика позволяет выводить общие законы на основании изучения простых явлений. Установив фундаментальные законы природы, человек использует их в процессе своей жизнедеятельности. В этом и состоит основная задача физики: открыть законы, которые связывают между собой различные физические явления, происходящие в природе, найти связь и причины явлений.     ( Слайд 11)


 


     Учитель. Любая наука использует специальные слова – научные термины. И вам необходимо понять и усвоить основные физические термины. А начнем с таких терминов как материя,  вещество и физическое тело.                 ( Слайд 12)


 


     Вокруг нас находятся различные предметы: столы, стулья, книги, карандаши. В физике всякий предмет называют физическим телом. На экране вы видите примеры физических тел.                                                                                                                 ( Слайд 13)


Учитель. А сейчас давайте назовём вещества, из которых могут состоять физические тела.                                                                                                   ( Слайд 14)


 


 Учитель.   Все объекты и физические тела являются материей.  


 


Весь мир – материя, мой друг,


Не та, что для штанов иль платья,


А всё, что только есть вокруг


Материально. Должен знать я.


И ты запомни.


Но мир материи, так жаль,


Иллюзий нас лишает скоро.


Есть вещество и есть поля.


Поля, конечно, не с картошкой:


Магнитное  несет Земля


И гравитации немножко.


А из веществ – и ты, и я,


Автомобиль, и дом, и кошка.


 


Учитель. Все, что нас окружает материально. Факт их существования не зависит от нашего сознания. Материя есть объективная реальность, данная нам в ощущении. Материя в нашем мире существует в виде вещества и поля. То, из чего состоят физические тела ( материал), называют веществом


Гвоздь – физическое тело, железо – вещество.


Стол – физическое тело, дерево – вещество.


Капля воды– физическое тело, вода – вещество.


Другой вид материи, – поле, – существует независимо от нас. Поле не всегда можно обнаружить с помощью органов чувств человека, но оно легко обнаруживается по влиянию на какие-нибудь физические тела.


     Учитель. Вопросы для вас.                                                                  (Слайд 15)


     Ответы учеников   (из наблюдений, экспериментов).


 


                                                                                                               


Учитель.  Подумайте, как можно изучать физику, откуда появляются у человека знания?                                                                                                 (Слайд 16)


    Учитель.  Действительно, многие первичные знания появляются из повседневных наблюдений. С этого и начиналась физика. Философы и ученые Древней Греции – Аристотель, Герон, Архимед, Птолемей – в основном вели наблюдения.  


     Только в средние века такие ученые как Галилео Галилей, Рене Декарт, Эванжелиста Торричелли, Блез Паскаль и другие стали ставить опыты – специальные эксперименты, проводимые с определенной целью


 IV.Релаксация.


Учитель. В   мире  происходят изменения с телами живой природы. Давайте пронаблюдаем некоторые  природные явления  с этими телами.                  (Слайд 17)


 


V.Рефлексия  (закрепление изученного материала)


      Учитель.  А теперь давайте обобщим всю полученную информацию и ответим на вопрос: «Что изучает физика?» (Ученики с помощью наводящих вопросов учителя составляют схему и зарисовывают её в тетради .                                   (Слайды 18,19)


 


 


 


 


    Учитель.  Так в чем же состоит особенность физики?         ( Слайд 20)


     Учитель.   Физика изучает и объясняет все явления, происходящие в природе: грозу, ветер, замерзание и таяние рек, северное сияние, магнитные бури, солнечное и лунное затмения. Как образуются снег и лед? Почему осадки выпадают то в виде дождя, то в виде снега, то в виде града?


Физика объясняет многие явления в нашей жизни:


  • Почему мы скользим на льду, а машину заносит на скользкой или мокрой дороге?

  • Почему бутерброд всегда падает маслом вниз?

  • Почему масло в воде всплывает?

  • Что нужно сделать, чтобы стакан не лопнул от кипятка?

  • Почему окна зимой замерзают?

  • Почему нельзя работать со сваркой под дождем?

  • Почему  в  деревянном  доме  теплее, чем в каменном?

  • Сколько весит тело, когда оно падает?


 


Особенностью физики является то, что она изучает все!


      Демонстрация физических явлений.


 


  • Установите соответствие (Работа в парах)                       ( Слайд 21)

  • Заполните таблицу, расположив  физические явления в  нужной  строке.                   (Слайд 22)


1. Что из перечисленного является физическим телом?  


  • Тетрадь

  • Воздух

  • Бумага

  • Вода


 


2. Какое из слов обозначает вещество?


  • Капля воды

  • Земля

  • Железо

  • Айсберг


3. Разделите на три группы понятий следующие слова: стул, древесина, дождь, железо, звезда, воздух, кислород, ветер, молния, землетрясение, масло, компас



Физические тела


Вещества


Явления


 


Ответ:









Физические тела


Вещества


Явления


Стул


Древесина


Дождь


Звезда


Железо


Ветер


Компас


Масло


Молния


 


Кислород


Землетрясение


 


Воздух


 


 


 


 


  •  Интересно знать…


 — Вы случайно спрятали в карман шоколадку, и она там растаяла. Можно ли случившееся назвать явлением?  (Да)


 


— Вам во сне явился добрый волшебник, подарил много мороженого, и Вы угостили им всех своих друзей. Жаль только, что это был сон. Можно ли считать появление доброго волшебника физическим явлением?   (Нет.)


 


— Коля ловил девчонок, окунал их в лужу и старательно измерял глубину погружения каждой девочки. Толя только стоял рядышком и смотрел, как девчонки барахтаются. Чем отличаются Колины действия от Толиных, и как такие действия называют физики  (И физики и другие ученые назовут действия хулиганством. Но с точки зрения   науки Толя  проводил  наблюдения, а Коля ставил опыты).


 


VI. Демонстрация опытов: «Фокусы, которые вы легко сможете объяснить, изучая физику».


 


1. «Неразваливающаяся картошка». На столе перед учащимися разрезать картофелину, затем соединить обе половинки, они будут держаться. – Почему они “слипаются”, вы сможете объяснить с точки зрения физики уже в 3 четверти.


2. «Невесомая вода». Стакан с водой плотно накрыть листом бумаги и быстро перевернуть его дном вверх. Вода не выльется из стакана.


3. У меня в руках 2 яйца. Одно уже сварено, другое – нет. Как определить, где какое яйцо? Конечно, можно их разбить и проверить! А если не разбивая? (Нужно их вращать. Вареное яйцо будет вращаться быстрее. Провести проверку, очистив вареное яйцо.)


4.«Удивительное яйцо». У меня пустая бутылка. Можно ли в эту бутылку поместить очищенное сваренное вкрутую куриное яйцо, чтобы оно осталось целым? (Зажечь бумагу и бросить её в бутылку. Поставить на горлышко яйцо. Огонь погаснет, яйцо провалится  в бутылку.)


 


 VII. Домашнее задание.                                                                 ( Слайд 23)


 


§ 1,2 ответить на вопросы в конце параграфов, тесты стр. 5 №1-3,задание 1-3(Задания для оценивания),


 


 Учитель.  Спасибо за урок.                                                             ( Слайд 24)


 


 


 


 


 


 

Что изучает физика — урок. Физика, 7 класс.

Материя — это всё то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания.

Физика как наука зародилась очень давно. Попытки объяснить явления природы были в Китае, в Древней Греции и Индии. Первоначально физикой занимались философы, богословы, астрономы, мореплаватели, врачи. В \(IV\) веке до н. э. Аристотель ввёл понятие «ФИЗИКА» (от греческого слова «фюзис» — природа).

                                                                                     

 

В русском языке слово «физика» появилось в \(XVIII\) веке благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову — учёному-энциклопедисту, основоположнику отечественной науки, философу-материалисту, поэту, заложившему основы современного русского языка, выдающемуся деятелю просвещения, который перевёл с немецкого первый учебник по физике. Именно тогда в России и стали серьёзно заниматься этой наукой.

                                                                                    

Физика изучает мир, в котором мы живём, явления, в нём происходящие, открывает законы, которым подчиняются эти явления. Главная задача физики — познать законы природы, свойства различных веществ и поставить их на службу человеку.

Вещество — это один из видов материи, из которого состоят все физические тела.

В физике каждое из окружающих нас тел принято называть физическим телом. Измерить какую-нибудь физическую величину — это значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу.

 

Установив фундаментальные законы природы, человек использует их в процессе своей деятельности. Мы широко пользуемся электрическими приборами: плитами, чайниками, утюгами, пылесосами, холодильниками. Создание этих приборов стало возможным благодаря изучению электрических явлений и свойств различных материалов. Трудно представить нашу жизнь без радио и телевидения, компьютеров и сотовых телефонов, изобретением которых мы также обязаны физике.

 

Итак, физика изучает явления природы.

В жизни мы постоянно сталкиваемся с различными изменениями, которые происходят в окружающем нас мире.
     

 

         

 

В физике эти изменения принято называть физическими явлениями. Источником физических знаний являются наблюдения и опыты.

Задача физики состоит в том, чтобы открывать различные закономерности, которые позволяют объяснить и объединить разные физические явления.

Каждый вид физических явлений изучает отдельный раздел физики (механика, электродинамика, оптика, термодинамика, акустика и другие). Но эти разделы тесно взаимосвязаны и образуют единую стройную физическую науку, которая позволяет описать и объяснить причины самых разнообразных явлений природы — от образования галактик до процессов внутри атомов — кирпичиков, из которых состоит всё, что мы видим вокруг себя, включая нас самих.

Явления делятся следующим образом.

 

1. Механические явления.

 

Движение автомобиля

Полёт самолёта

Движение планет

Вращение Земли

Ход часов

Скатывание шарика по наклонной плоскости

 

2. Электрические явления.

  

Молния

При замыкании электрической цепи загорается лампочка

Ионизация воздуха электрическим полем

Работают электроизмерительные приборы

Нагревается утюг

Шаровая молния

 

3. Магнитные явления.

  

Действие магнитов

 Влияние Земли на

стрелку компаса

Движение поезда на магнитной

подушке

 

4. Световые (оптические) явления.

  

     

 Свет молнии

 Северное сияние

 Свечение лампочки

     

 Световой столб

 Радуга

Радужные переливы на поверхности мыльного пузыря

 

5. Тепловые явления.

   

     

 Источник тепла на Земле — Солнце

Таяние льда 

 Извержение вулкана

     

 Тепловое расширение газа в двигателе внутреннего сгорания

 Кипение воды

Радиаторы отопления обогревают помещение

 

6. Звуковые явления.

  

 

 Хоровое пение

 Звук от волн морского прибоя

 Колебания струн скрипки

     

 Пение птиц

 Звон колоколов

 Колебания воздуха в духовых музыкальных  инструментах

 

100 ballov.

kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon.kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.
Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

Примеры физических явлений

Все физические тела состоят из вещества, и со всеми физическими телами происходят различные физические явления. Физические явления бывают: механическими, тепловыми, звуковыми, оптическими, электрическими и магнитными. Бывают и другие физические явления.

К механическим физическим явлениям относятся различные движения и взаимодействия тел. Человек может идти, мяч сталкиваться с поверхностью Земли и отскакивать, планеты двигаться по орбитам вокруг своих звезд, автомобили набирать скорость (ускоряться), лифт подниматься и опускаться.

Тепловые явления связаны с изменением температуры тел и возникающими в следствие этого изменениями их физического состояния. Так тела способны нагреваться и охлаждаться. Некоторые при этом плавятся (как железо на заводе или воск свечи при ее горении), другие испаряются (вода при нагревании), третьи переходят из газа в жидкое состояние или из жидкого в твердое (кислород при сильном охлаждении может сжижаться, вода превращается в лед).

К звуковым относят явления, связанные с распространением звука в различных средах (где быстрее распространяется звук, в воде или воздухе?), поведением звуковых волн при столкновении с препятствиями (что такое эхо?) и другие явления, связанные со звуком.

Оптические явления связаны со светом. Способность видеть у животных (в том числе и человека) возникла благодаря тому, что в природе есть свет. Под воздействием света растения синтезируют органические вещества (однако это не оптическое явление!). Такой раздел физики как оптика изучает, как свет распространяется, отражается от предметов, преломляются, проходя через различные среды.

Электрические и магнитные явления связаны друг с другом, поэтому изучаются совместно. Мы привыкли к электричеству и часто даже не задумываемся, с чем связано это явление. Оно связано с существованием электрически заряженных частиц. Открытие и изучение электрических явлений в недалеком прошлом позволили нам уже сейчас пользоваться электрическим освещением, превращать электричество в движение тел, изобрести телевидение и компьютеры. Магнитные явления можно наблюдать, когда постоянные магниты взаимодействуют между собой (Земля и компас) или притягивают железные предметы.

Что изучает физика.

Конспект по физике

Конспект по физике для 7 класса «Что изучает физика»: наука о природе, физические явления, строение вещества, зачем нужна физика.

Что изучает физика

Физика — это самая фундаментальная, самая всеобъемлющая из всех наук, изучающая закономерности окружающего нас мира. География изучает поверхность Земли, геология — её недра, биология — живые организмы, населяющие нашу планету. А что изучает физика?

ФИЗИКА — НАУКА О ПРИРОДЕ

Само слово «физика» происходит от греческого слова physist, означающего «природа». В русский язык это слово ввёл в XVIII в. основоположник российской науки Михаил Васильевич Ломоносов, когда он издал в переводе с немецкого первый учебник физики. Первым это слово использовал в своих трудах один из величайших учёных древности Аристотель в IV в. до н. э.

Изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире, называют явлениями 

В окружающем нас мире все время происходят различные изменения или явления. Кипение воды в чайнике, таяние мороженого, нагревание утюга, свечение лампочки, звучание радиоприемника — всё это примеры физических явлений в неживой природе.

В живой природе тоже постоянно происходят физические явления. Светлячки светятся в темноте, вода поднимается по стеблю растения, внутри нас течёт по сосудам кровь, если рукой в темноте гладить кота, то можно увидеть электрические разряды, сопровождающиеся лёгким потрескиванием.

Физика как наука о природе позволяет понять причины явлений, учит их описывать, а в некоторых случаях предсказывать их или даже управлять ими.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

В природе происходят самые разнообразные явления, которые можно разделить на механические, тепловые, электромагнитные и световые. Их изучают различные разделы физики.

Любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества, называют физическими явлениями.

Движение планет, полёты самолётов и ракет, плавание судов и т. д. всё это примеры механических явлений. Раздел физики, в котором они изучаются, называется «Механика».

Такие явления, как испарение воды, превращение ее в лёд, плавление металлов, процессы физического выветривания горных пород и т. д., называют тепловыми. Они изучаются в разделах «Термодинамика» и «Молекулярная физика».

Электромагнитными называют явления, связанные с взаимодействием и движением электрически заряженных частиц. Например, молнии, полярные сияния, поведение стрелки компаса и т. д. Они изучаются в разделе «Электродинамика».

К световым относятся явления распространения, излучения и поглощения света. Солнечный свет, солнечный зайчик, радуга примеры световых явлений. Они изучаются в разделах «Оптика» и «Квантовая физика».

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Почему светит Солнце и звёзды? Почему вода может быть жидкостью или твёрдым телом в виде кусочка льда? Почему даже при комнатной температуре металл ртуть является жидким, а чтобы расплавить железо, надо нагреть его до очень высокой температуры?

Для того чтобы ответить на подобные вопросы, физика изучает строение вещества.

Изучив внутреннее строение тел, можно объяснить многие их свойства, а также создать новые вещества с нужными свойствами прочные сплавы, жароупорные материалы, пластмассу, искусственные волокна.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ФИЗИКА

Знания о физических явлениях, накопленные человечеством, но устаревают с течением времени. Новые открытия в физике, но отменяют открытия, сделанные ранее, а только дополняют их, углубляют наши представления об окружающем мире. Именно физические открытия явились причиной технического прогресса человечества. Открытие законов механики позволило создать сложнейшие механизмы. Открытия в термодинамике позволили человечеству овладеть тепловой энергией. Понимание природы электромагнетизма позволило использовать в практических целях электрический ток и стало причиной технической революции, преобразившей жизнь всего человечества. Такие привычные сегодня технические устройства, как мобильные телефоны, компьютеры, лазеры и многие другие, появились вследствие открытий в квантовой физике.

Задача курса физики состоит в том, чтобы познакомить вас с теми физическими явлениями, с которыми вы сталкиваетесь в жизни, которые лежат в основе действия многих технических устройств, используемых на производстве и в быту.

Изучив данный курс, вы получите представление о многих очень важных законах физики и усвоите то, что нужно любому современному человеку, кем бы он ни работал.


Вы смотрели конспект по физике для 7 класса «Что изучает физика»: наука о природе, физические явления, строение вещества, зачем нужна физика. Вернуться к Списку конспектов по физике (оглавление).

 

«Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения и опыты». 7-й класс

Цели урока:

  • Дать понятие о предмете физики.
  • Создать представление о первичных понятиях в
    физике (тело, вещество, явление).
  • Сформулировать цели изучения явлений природы.
  • Выявить источники физических знаний,
    определить круг изучаемых явлений, пояснить
    связь физики с другими науками и техникой.
  • Ознакомить учащихся с методами исследования
    физических явлений.
  • Пробудить у детей интерес к изучению физики и
    развить любознательность.

Оборудование: три линейки из
разного материала, наклонный желоб, стальной
шарик, штатив; пружина, набор грузов;
электрическая лампочка на подставке
электрофорная машина, электрический звонок,
зеркало, детская машинка.

Ход урока


Организационный момент


Объяснение нового материала

Мы приступаем с вами к изучению основ очень
интересной и полезной науки – физики. Садясь в
поезд, такси, трамвай, нажимая на кнопку
электрического звонка, просматривая кинофильм
или наблюдая, как комбайн убирает урожай, вы едва
ли задумывались над тем, какой путь прошло каждое
из этих больших и маленьких достижений техники,
сколько труда вложено в каждое из них. К технике
мы привыкли, она стала нашим спутником.

А ведь не очень давно люди ездили в тарантасах,
запряженных лошадьми, жали рожь и пшеницу
серпами, сидели при свете горящих лучин в длинные
зимние вечера и только в сказках мечтали о
различных волшебствах. Гусли-самогуды,
ковер-самолет, топор-саморуб ? вот предметы
сказочных мечтаний. Вспомните, в сказке
А.С.Пушкина звездочет и мудрец, подаривший царю
Додону чудесного петушка, заверял его:

Петушок мой золотой

Будет верный сторож твой:

Коль кругом все будет мирно,

Так сидеть он будет смирно;

Но лишь чуть со стороны

Ожидать тебе войны,

Иль набега силы бранной,

Иль другой беды незваной,

Вмиг тогда мой петушок

Приподымет гребешок,

Закричит и встрепенется

И в то место обернется.

И вот мечта сбылась. Современные
радиолокационные установки куда лучше золотого
петушка. Они позволяют мгновенно и точно
обнаружить в небе самолеты, ракеты и другие
объекты.

Как о чуде говорится в сказке Ершова
“Конек-горбунок” о холодном свете:

Огонек горит светлее,

Горбунок бежит скорее.

Вот уж он перед огнем.

Светит поле словно днем.

Чудный свет кругом струится,

Но не греет, не дымится.

Диву дался тут Иван,

“Что, — сказал он, — за шайтан!

Шапок с пять найдется свету,

А тепла и дыму нету.

Эко чудо-огонек…”

И вот чудо-огонек в виде ламп дневного света
проник в наш быт. Он радует людей на улицах, в
магазинах, в учреждениях, в метро, в школах, на
предприятиях.

Да, сказки становятся былью: гусли-самогуды
воплотились в магнитофон. Электропилы за
несколько секунд валят вековые деревья лучше
сказочных топоров-саморубов. Не ковры, а самолеты
стали широко распространенным средством
транспорта. Наши ракеты выводят на орбиты
искусственные спутники Земли и космические
корабли с космонавтами на борту. Все это стало
возможным не по милости волшебника, а на основе
умелого применения достижений науки.

Трудно было человеку миллионы лет назад,

Он совсем не знал природы,

Слепо верил в чудеса,

Он всего, всего боялся.

И не знал, как объяснить

Бурю, гром, землетрясенье,

Трудно было ему жить.

И решил он, что ж бояться,

Лучше просто все узнать.

Самому во все вмешаться,

Людям правду рассказать.

Создал он земли науку,

Кратко «физикой» назвал.

Под названьем тем коротким

Он природу распознал.

«Физика» – это греческое слово и
в переводе означает, как вы поняли,
«природа».

Одной из древнейших наук, которая позволяет
познать силы природы и поставить их на службу
человеку, которая дает возможность понять
современную технику и развивать ее дальше,
является физика. Знания физики необходимы не
только ученым и изобретателям. Без них не может
обойтись ни агроном, ни рабочий, ни врач. Каждому
из вас они тоже потребуются не раз, а многим,
может быть, доведется сделать новые открытия и
изобретения. То, что сделано трудом многих ученых
и изобретателей – великолепно. Имена многих из
них вы уже слышали: Аристотель, М. Ломоносов, Н.
Коперник и многие другие. Но впереди еще много
нерешенных задач: надо поставить на службу
человеку тепло и свет Солнца, научиться
безошибочно предсказывать погоду, предсказывать
стихийные бедствия, надо проникнуть на огромные
океанские и земные глубины, надо разведать и
освоить другие планеты и звездные миры и многое
другое, чего нет даже в сказках.

Но для этого надо прежде всего усвоить то, что
добыто, в частности, овладеть знаниями по физике.
Физика – интереснейшая наука. Ее надо изучать с
большим вниманием, доходить до самой сути. Однако
не рассчитывайте на легкий успех. Наука – не
развлечение, не все будет весело и занимательно.
Она требует настойчивого труда.

Получив некие знания, человек сформулировал
закон, использовал в своей жизнедеятельности
изученное явление, создал приборы и машины,
прочие вспомогательные орудия, с помощью которых
он может успешнее и совершеннее изучать и глубже
описывать другие явления. Процесс изучения
физики можно сравнить с движением по лестнице
всегда вверх.

Сегодня на уроке нам предстоит понять и усвоить
основные физические термины: физическое тело,
вещество, физические явления
, понять, что
является предметом изучения физики и как она
изучает природу.

Физика имеет дело с физическими телами. Что бы
вы назвали физическим телом? (Учащиеся выдвигают
свои предположения, которые я записываю на
правой половине доски. Обобщая высказывания,
приходим к выводу, что физическое тело – это
любой предмет подлежащий рассмотрению в физике.

Назовите тела, которые вас окружают. (Приводят
примеры.)

Чем отличаются друг от друга три линейки,
которые у меня в руках?

Класс. Сделаны из разного материала:
дерево, пластмасса, металл.

Учитель. Какой можно сделать вывод?

Класс. Тела могут различаться веществом.

Учитель. Что такое вещество?

Класс. Это то, из чего состоит физическое
тело.

Учитель. Приведите примеры веществ,
которые имеются у вас на столах. (Дети
отвечают.)

Вещество – это один из видов материи.

Материя – это все то, что существует во
Вселенной, независимо от нашего сознания.

Материя – вещество, поле.

Любой материальный предмет состоит из
вещества. Мы можем его потрогать и увидеть.
Сложнее с полем – мы можем констатировать
последствия его действия на нас, но не можем
увидеть. Например существует гравитационное
поле, которое мы не ощущаем, но благодаря
которому мы ходим по земле и не улетаем с нее,
несмотря на то, что она вращается со скоростью 30
км/с, измерить его мы пока не можем. А вот
электромагнитное поле человека не только можно
ощущать по последствиям его воздействия, но и
изменять.

В природе с телами происходят различные
изменения. Они называются явлениями. Физическими
явлениями называется
. различные изменения,
происходящие с физическими телами.

Какие физические явления вы наблюдали? (Учащиеся
приводят примеры.)

Все явления делятся на несколько видов:
механические, тепловые, звуковые, электрические,
магнитные, световые. Рассмотрим их на конкретных
примерах и опытах. (Демонстрируются некоторые
виды явлений.)




Механические явления Оптические явления Электрические явления Тепловые явления
Движение автомобиля, полет парашютиста,
морская зыбь, работа пресса
Мираж: в пустыне, мерцание звезд,
затмение Солнца, образование тени, радуга, игра
цветов тонкой пленки, солнечный зайчик
Молнии при грозе, иллюминация,
“путешествие” телеграммы из города в город,
горение эл. лампы
Утренний туман, таяние снега,
замерзание воды, выпаривание соли, нагревание
ладоней при трении

А сейчас подумаем вместе над таким
вопросами:“Как изучают физику? Какими методами
пользуются для этого?”

– Можно наблюдать за явлением, что мы и
делали на уроке.

– Можно самим проводить опыты и
эксперименты.
При этом физики используют свое
главное “оружие” – физические приборы. Назовем
некоторые из них: часы, линейка, вольтметр,

– Можно применять математические знания

– Обязательно нужно делать обобщения


Закрепление материала

Задача 1. Разделите на три группы
понятий следующие слова: стул, древесина, дождь,
железо, звезда, воздух, кислород, ветер, молния,
землетрясение, масло, компас.




Физические тела Вещества Явления
Стул

Звезда

Компас

Воздух

Древесина

Железо

Кислород

Масло

Дождь

Ветер

Молния

Землетрясение

Задача 2. Вы случайно спрятали в карман
шоколадку, и она там растаяла. Можно ли
случившееся назвать явлением? (Да.)

Задача 3. Вам во сне явился добрый
волшебник, подарил много мороженого, и Вы
угостили им всех своих друзей. Жаль только, что
это был сон. Можно ли считать появление доброго
волшебника физическим явлением? (Нет.)

Задача 4. Коля ловил девчонок, окунал
их в лужу и старательно измерял глубину
погружения каждой девочки. Толя только стоял
рядышком и смотрел, как девчонки барахтаются. Чем
отличаются Колины действия от Толиных, и как
такие действия называют физики? (И физики и
другие ученые назовут действия хулиганством. Но
с точки зрения бесстрастной науки Толя
производил наблюдения, а Коля ставил опыты)
.



Запись домашнего задания § 1 ? 3. Ответить на
вопросы.

Тема урока: «Физические явления». 7-й класс



Тема урока: “Физические явления”.



Цели урока.

Обучающие: повторение и закрепление понятий
о разных видах физических явлений. Обучение
применению полученных знаний для объяснения
изучаемых явлений.



Развивающие: продолжение развития навыка
работы в паре и в группе. Развитие мыслительных
способностей и творческой активности на основе
практической работы.



Воспитывающие: используя факты биографии М.
В. Ломоносова раскрыть значение таких методов
изучения физики, как наблюдение и опыт, в
познании природы, в развитии науки. Воспитание
уважительного отношения к точке зрения
одноклассников, умения отстаивать свою точку
зрения.



Оборудование: механические игрушки,
спиртовка, магниты, металлические шарики,
собирающая линза, эбонитовая палочка, шланг
гофрированный, раздаточный материал для работы
на местах.



ТСО:

1. Видеомагнитофон. К/фр. “Материальная картина
мира”.

2. Мультимедийный курс “Физикус”.

3. Мультимедийный проектор.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Приветствие. – 2 мин.


2.

Разминка.

“Веришь, не веришь?”. – 3 мин.

  • Что физика – наука о природе?
  • Телом можно назвать любой предмет?
  • Учёные сами придумывают законы?
  • Движение –понятие относительное?
  • Скорость измеряется в м/с?
  • Динамометр – прибор для измерения массы тела?
  • Рычаг и блок – виды простых механизмов?
  • Плотность измеряется в тоннах на литр?
  • Явлением можно назвать любое тело?


3.

Постановка цели урока.

Объявление темы урока. – 18 мин.



Ход урока








Физические явления. Демонстрация опыта. Индивидуальное задание.
1. Механические.

Движение
игрушек(поступательное, вращательное).

Реактивное движение воздушного шарика.

Зная пройденный путь и время вычислить
скорость реактивного движения. Вспомнить
понятие о средней скорости. Выразить её в м/с и
км/ч.
2. Тепловые.

Наблюдение вращения
“змейки” от тепла огня.


3. Электрические.

Притяжение деревянной линейки к
наэлектризованной эбонитовой палочке.

Наблюдение вращения вертушки от тепла
руки.

Наблюдение притяжения мелких частичек к
наэлектризованной ручке.

4. Магнитные.

Ориентирование
магнитной стрелки в пространстве.
Намагничивание металлических шариков от
магнита.

Обнаружение намагничивания
металлических предметов магнитным полем Земли
при помощи компаса.
5. Световые.

Получение изображения
предмета при помощи собирающей линзы.

Наблюдение смешения цветов.
6. Звуковые.

Фрагмент электронного
учебника “Физикус”.

“Эхо. Реверберация”.

Обнаружение вибрации гортани.

 

4. Роль наблюдения и опыта, как основных
методов познания природы. – 7 мин.

Интересные факты из жизни М. В. Ломоносова.

Разбивка на группы, работа в группах.

(см. Приложение 1)



Задание группе №1.

А. Придумать способы получения звука при помощи
гофрированной трубы.



Оборудование: гофрированная труба.

Б. Прочитав пословицу и отгадав загадку,
рассказать, какие природные явления они
описывают.

Пословица: “Как аукнется, так и откликнется”.

Загадка: “Меня никто не видит, но всякий слышит,

а спутницу мою всякий видит, но никто не
слышит”.



Задание группе №2.

А. Выяснить, как зависит объём воздуха от его
температуры?



Оборудование: холодная и горячая вода,
воздушный шарик, пластиковая бутылка.

Б. Прочитав пословицу и отгадав загадку,
рассказать, какие природные явления они
описывают.

Пословица: “Тише едешь – дальше будешь”.

Загадка: Поднялись врата – всему миру
красота!”



Задание группе №3.

А. Придумать способы, чтобы воздушный шарик,
наполненный обычным воздухом, прилип к потолку.



Оборудование: воздушный шарик.

Б. Прочитав пословицу и отгадав загадку,
рассказать, какие природные явления они
описывают.

Пословица: “Гроза застала в поле – садись на
землю”.

Загадка: “Сильнее Солнца, слабее ветра. Ног нет,
а идёт, глаз нет, а плачет”.



Задание группе №4.

А. На стакане лежит открытка, а на ней – монетка.
Придумать способ, чтобы монетка попала в стакан
(переворачивать стакан, трогать монетку нельзя).

Б. Прочитав пословицу и отгадав загадку,
рассказать, какие природные явления они
описывают.

Пословица: “Куй железо, пока горячо”.

Загадка: “В круглом домике, в окошке, ходят
сёстры по дорожке,

Не торопится меньшая, но зато спешит старшая”.


5

. Отчёт групп с демонстрацией опытов. – 8 мин.


6.

Посадка на свои места.

Закрепление материала. Раздача опорных
конспектов. – 2 мин.

(см. приложение 2)



7. Подведение итогов. Выставление отметок. – 3
мин.

19 TAC Глава 112, подраздел B

19 TAC Глава 112, подраздел B

Глава 112. Техас. Основные знания и навыки для науки
Подраздел B. Средняя школа


Законодательные органы: положения данного подраздела
B выдан в соответствии с Кодексом образования Техаса, 7.102 (c) (4) и 28.002, если не указано иное.
принято к сведению.


112,17. Внедрение основных знаний Техаса
и навыки для естественных наук, средняя школа, принято в 2017 г.

Положения
§§112.18-112.20 настоящего подраздела реализуются школьными округами.
начиная с 2018-2019 учебного года.

Источник: Положения настоящего §112.17 приняты в качестве
действует с 4 августа 2009 г., 34 TexReg 5063; с поправками, вступающими в силу 24 августа,
2010 г., 35 TexReg 7230; с изменениями, вступающими в силу 27 августа 2018 г., 42 TexReg 5052.


112.18. Естественные науки, 6 класс, принято в 2017 г.

(а) Введение.

(1) Естественные науки 6 класса имеют междисциплинарный характер;
однако большая часть содержания сосредоточена на физических науках. Национальные стандарты
по естествознанию организованы в виде многоуровневых блоков, таких как 5-8 классы, а не
индивидуальные уровни обучения. Чтобы соответствовать формату уровня обучения, используемому в
Техас, различные национальные стандарты относятся к 6, 7 и 8 классам.
Повторяющиеся темы широко используются в науках, математике и технологиях. Эти
идеи выходят за рамки дисциплинарных границ и включают в себя изменение и постоянство,
паттерны, циклы, системы, модели и масштаб.

Пряди для 6-го класса включают следующее.

(A) Научные исследования и рассуждения.

(i) Развивать глубокие познания в науке и естественных
мира, студенты должны познакомиться с различными способами научного
расследование, правила доказательства, способы формулирования вопросов, способы предложения
объяснения, и различные способы, которыми ученые изучают мир природы и
предлагать объяснения, основанные на доказательствах, полученных в результате их работы.

(ii) Научные исследования проводятся для различных
причины. Все исследования требуют исследовательского вопроса, внимательных наблюдений,
сбор данных и анализ данных для выявления закономерностей, которые будут
объясните результаты. Описательные исследования используются для изучения новых
такие явления, как обследование организмов или измерение абиотических
компоненты в данной среде обитания. Описательная статистика включает частоту, диапазон,
среднее, медиана и мода.Гипотеза не требуется в описательной
изучение. С другой стороны, когда условия можно контролировать, чтобы
сосредоточиться на одной переменной, экспериментальный план исследования используется для определения
причинно-следственная связь. Студенты должны пройти оба типа исследований и
понимать, что разные вопросы научных исследований требуют разных
исследовательские проекты.

(iii) Научные исследования используются для изучения
Натуральный мир.Студенты должны понимать, что некоторые типы вопросов могут
получить ответы на вопросы исследований, а также построенных методов, моделей и выводов.
результаты этих исследований меняются по мере появления новых наблюдений. Модели
объекты и события являются инструментами для понимания мира природы и могут показать
как работают системы. Модели имеют ограничения и основаны на новых открытиях.
постоянно модифицируется, чтобы более точно отражать мир природы.

(B) Материя и энергия.

(i) Вещество может быть классифицировано как элементы, соединения или
смеси. Учащиеся уже имели опыт работы со смесями в 5 классе, поэтому
В 6 классе основное внимание уделяется развитию понимания элементов и соединений.
Важно, чтобы учащиеся узнали различия между элементами и
соединения, основанные на наблюдениях, описании физических свойств и
химические реакции. Элементы представлены химическими символами, а
соединения представлены химическими формулами.Последующие классы узнают
о различиях на молекулярном и атомном уровне.

(ii) Элементы классифицируются как металлы, неметаллы и
металлоиды в зависимости от их физических свойств. Элементы делятся на
три группы в Периодической таблице. Каждое различное вещество обычно имеет
разная плотность, поэтому плотность может использоваться в качестве идентифицирующего свойства.
Следовательно, расчет плотности помогает классифицировать вещества.

(iii) Энергетические ресурсы доступны на возобновляемых или
невозобновляемая основа.Понимание происхождения и использования этих ресурсов
позволяет принимать обоснованные решения. Студенты должны учитывать этические / социальные
проблемы, связанные с природными энергетическими ресурсами Земли, глядя на
преимущества и недостатки их длительного использования.

(C) Сила, движение и энергия. Энергия возникает в двух
типы, потенциальные и кинетические, и могут принимать несколько форм. Тепловая энергия может быть
переносится за счет теплопроводности, конвекции или излучения. Его также можно изменить
из одной формы в другую.Студенты исследуют взаимосвязь между
сила и движение с использованием различных средств, включая вычисления и
измерения.

(D) Земля и космос. В центре внимания этой пряди
знакомство с земными процессами. Студенты должны развить понимание Земли
как часть нашей солнечной системы. Темы включают организацию нашего солнечного
система, роль гравитации и освоение космоса.

(E) Организмы и окружающая среда. Студенты получат
понимание самых широких таксономических классификаций организмов и того, как
характеристики определяют их классификацию.Другие важные темы
развитые в этой цепи, включают взаимозависимость между организмами и
их среды и уровни организации в экосистеме.

(2) Наука, как определено Национальной академией
Наука — это «использование доказательств для построения проверяемых объяснений и
предсказания природных явлений, а также знания, полученные благодаря
этот процесс ». Это огромное количество изменяющихся и возрастающих знаний
описывается физическими, математическими и концептуальными моделями.Студенты должны
знайте, что некоторые вопросы выходят за рамки науки, потому что они касаются
с явлениями, которые не поддаются научной проверке.

(3) Научные гипотезы предварительные и проверяемые.
утверждения, которые должны поддерживаться или не поддерживаться
данные наблюдений. Гипотезы устойчивой объяснительной силы, которые были
Проверенные в самых разных условиях становятся теориями. Научные теории
основаны на природных и физических явлениях и могут быть проверены
несколько независимых исследователей.Студенты должны знать, что научные
теории, в отличие от гипотез, хорошо обоснованы и очень надежны, но они
могут по-прежнему изменяться по мере развития новой информации и технологий.
Студенты должны уметь различать научные решения.
методы и этические / социальные решения, предполагающие применение научных
Информация.

(4) Заявления, содержащие слово «включая»
справочный контент, который необходимо освоить, а те, которые содержат фразу
«такие как» предназначены в качестве возможных иллюстративных примеров.

(b) Знания и навыки.

(1) Научные исследования и рассуждения. Студент,
не менее 40% учебного времени проводит лабораторные и полевые исследования
соблюдая правила техники безопасности, экологически приемлемые и этические
практики. Ожидается:

(A) продемонстрировать безопасные методы работы в лаборатории и
полевые исследования, как указано в стандартах безопасности, утвержденных Техасским агентством по образованию;
и

(B) практиковать надлежащее использование и сохранение
ресурсы, включая утилизацию, повторное использование или переработку материалов.

(2) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует научные методы при лабораторных и полевых исследованиях. В
ожидается:

(A) спланировать и реализовать сравнительный и описательный
расследования, делая наблюдения, задавая четко определенные вопросы и используя
соответствующее оборудование и технологии;

(B) разработать и провести экспериментальные исследования
делать наблюдения, задавать четко определенные вопросы, формулировать проверяемые
гипотезы и использование соответствующего оборудования и технологий;

(C) собирать и записывать данные с помощью Международного
Система единиц (СИ) и качественные средства, такие как маркированные чертежи, письменность,
и графические органайзеры;

(D) построить таблицы и графики, используя повторные испытания
и средства для организации данных и выявления закономерностей; и

(E) анализировать данные для формулирования разумных объяснений,
сообщать достоверные выводы, подкрепленные данными, и прогнозировать тенденции.

(3) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует критическое мышление, научные рассуждения и решение проблем, чтобы
информированные решения и знает вклад соответствующих ученых. В
ожидается:

(A) анализировать, оценивать и критиковать научные
объяснения с использованием эмпирических данных, логических рассуждений и экспериментальных
и тестирование с наблюдением, чтобы стимулировать критическое мышление учащегося;

(B) использовать модели для представления аспектов естественного
мир, такой как модель слоев Земли;

(C) идентифицируют преимущества и ограничения моделей, таких
как размер, масштаб, свойства и материалы; и

(D) относятся к влиянию исследований на научную мысль.
и общество, включая историю науки и вклад ученых
что касается содержания.

(4) Научные исследования и рассуждения. Студент
знает, как использовать различные инструменты и оборудование для обеспечения безопасности для проведения научных исследований
расследование. Ожидается:

(A) используйте соответствующие инструменты, в том числе
журналы / записные книжки, мензурки, чашки Петри, измерительные стержни, градуированные цилиндры,
плиты, пробирки, весы, микроскопы, термометры, калькуляторы,
компьютеры, таймеры и другое необходимое оборудование для сбора, записи,
и анализировать информацию; и

(B) использовать профилактическое оборудование безопасности, в том числе:
защитные очки, фартуки и перчатки, защищающие от брызг химикатов, и будьте готовы к чрезвычайным ситуациям
защитное снаряжение, в том числе средство для мытья глаз / лица, противопожарное одеяло и огонь
огнетушитель.

(5) Материя и энергия. Студент знает различия
между элементами и соединениями. Ожидается:

(A) знать, что элемент — это чистое вещество
представлен химическим символом и что соединение является чистым веществом
представлен химической формулой;

(B) признают, что ограниченное число из многих известных
элементы составляют большую часть твердой Земли, живого вещества, океанов,
и атмосфера; и

(C) определить образование нового вещества с помощью
свидетельство возможного химического изменения, такого как производство газа, изменение
по температуре, образованию осадка или изменению цвета.

(6) Материя и энергия. Студент знает, что материя
физические свойства, которые можно использовать для классификации. Студент
ожидается:

(A) сравнить металлы, неметаллы и металлоиды, используя
физические свойства, такие как блеск, проводимость или пластичность;

(B) вычислить плотность для идентификации неизвестного вещества;
и

(C) испытание физических свойств минералов, в том числе
твердость, цвет, блеск и штрих.

(7) Материя и энергия. Студент знает, что некоторые из земных
энергоресурсы доступны почти на постоянной основе, в то время как другие могут быть
возобновляется в течение относительно короткого периода времени. Некоторые энергоресурсы, когда-то
истощены, практически невозобновляемы. Ожидается

студента.

исследуйте и обсудите преимущества и недостатки
использования угля, нефти, природного газа, атомной энергии, биомассы, ветра, гидроэнергии,
геотермальные и солнечные ресурсы.

(8) Сила, движение и энергия. Студент знает силу и
движение связаны с потенциальной и кинетической энергией. Ожидается:

(A) сравнить и сопоставить потенциальную и кинетическую энергию;

(B) идентифицировать и описывать изменения положения,
направление и скорость объекта под действием неуравновешенных сил;

(C) рассчитать среднюю скорость, используя измерения расстояния и времени;

(D) измеряет и отображает изменения в движении; и

(E) изучить, как наклонные плоскости могут использоваться для
изменить количество силы для перемещения объекта.

(9) Сила, движение и энергия. Студент знает, что
Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть ни создана, ни
разрушается, он просто меняет форму. Ожидается:

(A) исследует методы передачи тепловой энергии,
включая проводимость, конвекцию и излучение;

(B) проверить с помощью исследований, что тепловая энергия
движется по предсказуемой схеме от более теплого к более холодному, пока все вещества
достичь такой же температуры, как тает кубик льда; и

(C) демонстрируют преобразования энергии, такие как энергия
в фонарике батарея переходит с химической энергии на электрическую, чтобы
Световая энергия.

(10) Земля и космос. Студент понимает
структура Земли, цикл горных пород и тектоника плит. Студент
ожидается:

(A) построить модель, чтобы проиллюстрировать композиционные и
механические слои Земли, включая внутреннее ядро, внешнее ядро, мантию,
кора, астеносфера и литосфера;

(B) классифицирует породы как метаморфические, магматические или
осадочные по процессам их образования;

(C) идентифицируют основные тектонические плиты, в том числе
Евразийский, африканский, индо-австралийский, тихоокеанский, североамериканский и южный
Американец; и

(D) описывает, как тектоника плит вызывает основные
геологические события, такие как образование бассейнов океана, землетрясения, вулканические
извержения и горообразование.

(11) Земля и космос. Студент понимает
организация нашей солнечной системы и отношения между различными телами
которые составляют его. Ожидается:

(A) описывают физические свойства, расположение и
движения Солнца, планет, лун, метеоров, астероидов и комет;

(B) поймите, что гравитация — это сила, которая управляет
движение нашей солнечной системы; и

(C) описать историю и будущее космоса
геологоразведочные работы, включая типы оборудования и транспорта, необходимые для
космическое путешествие.

(12) Организмы и окружающая среда. Студент знает все
организмы подразделяются на области и царства. Организмы в этих
таксономические группы имеют схожие характеристики, которые позволяют им взаимодействовать с
живые и неживые части их экосистемы. Ожидается:

(A) понимает, что все организмы состоят из одного
или более ячеек;

(B) признают, что наличие ядра является ключевым
фактор, используемый для определения того, является ли клетка прокариотической или эукариотической;

(C) признают, что самый широкий таксономический
классификация живых организмов делится на признанные в настоящее время
домены;

(D) определяет основные характеристики организмов,
включая прокариотические или эукариотические, одноклеточные или многоклеточные, автотрофные
или гетеротрофные, и способ воспроизводства, которые дополнительно классифицируют их в
признанные в настоящее время королевства;

(E) описывает биотические и абиотические части экосистемы
в каких организмах взаимодействуют; и

(F) диаграмма уровней организации внутри
экосистема, включая организм, популяцию, сообщество и экосистему.

Источник: Положения настоящего §112.18 приняты в качестве
действует с 4 августа 2009 г., 34 TexReg 5063; с поправками, вступающими в силу 27 августа,
2018, 42 TexReg 5052.


112,19. Естественные науки, 7 класс, принято в 2017 г.

(а) Введение.

(1) Естественные науки 7 класса имеют междисциплинарный характер;
однако большая часть контента сосредоточена на организмах и окружающей среде.
Национальные стандарты в науке организованы в виде многоуровневых блоков, таких как
5-8 классы, а не отдельные классы.Чтобы следить за оценкой
формат уровней, используемый в Техасе, различные национальные стандарты можно найти среди
6, 7 и 8 классы. Повторяющиеся темы широко распространены в науках, математике,
и технологии. Эти идеи выходят за рамки дисциплинарных ограничений и включают:
изменение и постоянство, закономерности, циклы, системы, модели и масштаб.

Пряди для 7-го класса включают следующее.

(A) Научное исследование и рассуждения.

(i) Развивать глубокие познания в науке и естественных
мира, студенты должны познакомиться с различными способами научного
расследование, правила доказательства, способы формулирования вопросов, способы предложения
объяснения, и различные способы, которыми ученые изучают мир природы и
предлагать объяснения, основанные на доказательствах, полученных в результате их работы.

(ii) Научные исследования проводятся для различных
причины. Все исследования требуют исследовательского вопроса, внимательных наблюдений,
сбор данных и анализ данных для выявления закономерностей, которые будут
объясните результаты. Описательные исследования используются для изучения новых
такие явления, как обследование организмов или измерение абиотических
компоненты в данной среде обитания. Описательная статистика включает частоту, диапазон,
среднее, медиана и мода.Гипотеза не требуется в описательной
изучение. С другой стороны, когда условия можно контролировать, чтобы
сосредоточиться на одной переменной, экспериментальный план исследования используется для определения
причинно-следственная связь. Студенты должны пройти оба типа исследований и
понимать, что разные вопросы научных исследований требуют разных
исследовательские проекты.

(iii) Научные исследования используются для изучения
Натуральный мир.Студенты должны понимать, что некоторые типы вопросов могут
получить ответы на вопросы исследований, а также построенных методов, моделей и выводов.
результаты этих исследований меняются по мере появления новых наблюдений. Модели
объекты и события являются инструментами для понимания мира природы и могут показать
как работают системы. Модели имеют ограничения и основаны на новых открытиях.
постоянно модифицируется, чтобы более точно отражать мир природы.

(B) Материя и энергия.Материя и энергия сохраняются
во всех живых системах. Лучистая энергия Солнца движет большую часть потока
энергии во всех живых системах за счет процесса фотосинтеза в
организмы, описанные как продуценты. Таким образом, большинство потребителей зависят от производителей.
удовлетворить их потребности в энергии. Последующие классы узнают о
различия на молекулярном и атомном уровне.

(C) Сила, движение и энергия. Сила, движение и
энергия наблюдается в живых системах и окружающей среде по-разному.Взаимодействие между мышечной и скелетной системами позволяет организму применять
силы и трансформируют энергию как внутренне, так и внешне. Сила и движение
может также описать направление и рост проростков, тургорное давление и
геотропизм. Катастрофические явления погодных систем, такие как ураганы, наводнения,
и торнадо могут формировать и реструктурировать окружающую среду за счет силы и
движение очевидно в них. Выветривание, эрозия и осаждение происходят в
окружающей среде из-за сил тяжести, ветра, льда и воды.

(D) Земля и космос. Земные и космические явления могут быть
наблюдается в различных условиях. Как природные явления, так и деятельность человека могут
воздействие на земные системы. Есть характеристики Земли и отношения к
объекты в нашей солнечной системе, которые позволяют жизни существовать.

(E) Организмы и окружающая среда.

(i) Учащиеся поймут взаимосвязь между живыми
организмы и их среда. Разные среды поддерживают разные
живые организмы, адаптированные к этому региону Земли.Организмы живые
системы, которые поддерживают устойчивое состояние с этой средой и баланс которых
может нарушаться внутренними и внешними раздражителями. Внешние раздражители включают:
деятельность человека или окружающая среда. Успешные организмы могут восстановить
балансировать с помощью различных процессов, таких как механизм обратной связи. Экологический
преемственность можно увидеть в широком или малом масштабе.

(ii) Студенты узнают, что все организмы получают энергию, избавляются от нее.
отходов, расти и воспроизводиться.Как при половом, так и при бесполом размножении,
черты характера передаются следующему поколению. Эти черты содержатся в
генетический материал, который находится в генах в хромосоме от родителя.
Изменения в чертах иногда происходят в популяции на протяжении многих поколений. Один из
изменения могут происходить в процессе естественного отбора.
Студенты расширяют свое понимание структур живых систем с
предыдущий акцент на внешних структурах для понимания внутренних
структуры и функции в живых существах.

(iii) Все живые организмы состоят из более мелких единиц
называется ячейками. Все клетки используют энергию, избавляются от отходов и содержат генетические
материал. Студенты сравнят клетки растений и животных и поймут
внутренние структуры внутри них, которые позволяют им получать энергию, избавляться от отходов,
растут и размножаются по-разному. Клетки могут организовываться в ткани, ткани
в органы и органы в системы органов. Студенты изучат основные
функции систем человеческого тела, такие как способность покровной системы
для защиты от инфекций, травм и ультрафиолетового (УФ) излучения; регулировать
температура тела; и удалить отходы.

(2) Наука, как определено Национальной академией
Наук, это «использование свидетельств для построения проверяемых объяснений и
предсказания природных явлений, а также знания, полученные благодаря
этот процесс ». Это огромное количество изменяющихся и возрастающих знаний
описывается физическими, математическими и концептуальными моделями. Студенты должны
знайте, что некоторые вопросы выходят за рамки науки, потому что они касаются
с явлениями, которые не поддаются научной проверке.

(3) Научные гипотезы предварительные и проверяемые.
утверждения, которые должны поддерживаться или не поддерживаться
данные наблюдений. Гипотезы устойчивой объяснительной силы, которые были
Проверенные в самых разных условиях становятся теориями. Научные теории
основаны на природных и физических явлениях и могут быть проверены
несколько независимых исследователей. Студенты должны знать, что научные
теории, в отличие от гипотез, хорошо обоснованы и очень надежны, но они
все еще могут быть изменены, поскольку новая информация и технологии
развитый.Студенты должны уметь различать научные
методы принятия решений и этические / социальные решения, которые включают
применение научной информации.

(4) Заявления, содержащие слово «включая»
справочный контент, который необходимо освоить, а те, которые содержат фразу
«такие как» предназначены в качестве возможных иллюстративных примеров.

(b) Знания и навыки.

(1) Научные исследования и рассуждения.Студент,
не менее 40% учебного времени проводит лабораторные и полевые
расследования в соответствии с процедурами безопасности и экологически приемлемыми и
этические практики. Ожидается:

(A) продемонстрировать безопасные методы работы в лаборатории и
полевые исследования, как указано в утвержденной Техасским образовательным агентством безопасности
стандарты; и

(B) практиковать надлежащее использование и сохранение
ресурсы, включая утилизацию, повторное использование или переработку материалов.

(2) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует научные методы при лабораторных и полевых исследованиях. В
ожидается:

(A) спланировать и реализовать сравнительный и описательный
расследования, делая наблюдения, задавая четко определенные вопросы и используя
соответствующее оборудование и технологии;

(B) разработать и провести экспериментальные исследования
делать наблюдения, задавать четко определенные вопросы, формулировать проверяемые
гипотезы и использование соответствующего оборудования и технологий;

(C) собирать и записывать данные с помощью Международного
Система единиц (СИ) и качественные средства, такие как маркированные чертежи, письменность,
и графические органайзеры;

(D) построить таблицы и графики, используя повторные испытания
и средства для организации данных и выявления закономерностей; и

(E) анализировать данные для формулирования разумных объяснений,
сообщать достоверные выводы, подкрепленные данными, и прогнозировать тенденции.

(3) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует критическое мышление, научные рассуждения и решение проблем, чтобы
информированные решения и знает вклад соответствующих ученых. В
ожидается:

(A) анализировать, оценивать и критиковать научные
объяснения с использованием эмпирических данных, логических рассуждений и экспериментальных
и тестирование с наблюдением, чтобы стимулировать критическое мышление учащегося;

(B) использовать модели для представления аспектов естественного
мир, такой как системы человеческого тела и клетки растений и животных;

(C) идентифицируют преимущества и ограничения моделей, таких
как размер, масштаб, свойства и материалы; и

(D) относятся к влиянию исследований на научную мысль.
и общество, включая историю науки и вклад ученых
что касается содержания.

(4) Научные исследования и рассуждения. Студент знает
как использовать различные инструменты и оборудование для обеспечения безопасности для проведения научных исследований.
Ожидается:

(A) использовать соответствующие инструменты, в том числе науки о жизни
модели, ручные линзы, стереоскопы, микроскопы, мензурки, чашки Петри,
предметные стекла для микроскопов, градуированные цилиндры, пробирки, измерительные стержни, метрические
линейки, метрические рулетки, таймеры, плиты, весы,
термометры, калькуляторы, наборы для проверки воды, компьютеры, температура и pH
зонды, сети для сбора насекомых, ловушки для насекомых, глобусы, цифровые фотоаппараты,
журналы / записные книжки и другое необходимое оборудование для сбора, записи и
анализировать информацию; и

(B) использовать профилактическое оборудование безопасности, в том числе:
защитные очки, фартуки и перчатки, защищающие от брызг химикатов, и будьте готовы к чрезвычайным ситуациям
защитное снаряжение, в том числе средство для мытья глаз / лица, противопожарное одеяло и огонь
огнетушитель.

(5) Материя и энергия. Студент знает, что взаимодействия
происходят между материей и энергией. Ожидается:

(A) признают, что лучистая энергия Солнца
превращается в химическую энергию в процессе фотосинтеза; и

(B) диаграмма потока энергии через живые системы,
включая пищевые цепи, пищевые сети и энергетические пирамиды.

(6) Материя и энергия. Студент знает, что дело
физические и химические свойства и могут претерпевать физические и химические изменения.Ожидается

студента.

различают физические и химические изменения в
иметь значение.

(7) Сила, движение и энергия. Студент знает, что
существует связь между силой, движением и энергией. Студент
ожидается:

(A) иллюстрируют преобразование энергии в
организм, например, переход от химической энергии к тепловой энергии; и

(B) демонстрируют и иллюстрируют силы, влияющие на
движение в организмах, например, всходы всходов, тургорное давление,
геотропизм и кровообращение.

(8) Земля и космос. Студент знает, что природные явления
и деятельность человека может повлиять на системы Земли. Ожидается:

(A) предсказывать и описывать, как катастрофические события
как наводнения, ураганы или торнадо воздействуют на экосистемы;

(B) анализировать эффекты выветривания, эрозии и
осаждение на окружающую среду в экорегионах Техаса; и

(C) моделирование воздействия человеческой деятельности на грунтовые воды
и поверхностные воды в водоразделе.

(9) Земля и космос. Студент знает компоненты нашего
Солнечная система. Ожидается:

(A) анализирует характеристики объектов в нашей солнечной
система, которая позволяет жизни существовать, например, близость Солнца, присутствие
вода и состав атмосферы; и

(B) идентифицировать помещения, учитывая
характеристики нашей Солнечной системы, позволившие осуществить пилотируемые исследования космоса.

(10) Организмы и окружающая среда.Студент знает, что
существует связь между организмами и окружающей средой. Студент
ожидается:

(A) наблюдать и описывать, как разные среды,
включая микробытовые среды на школьных дворах и в биомах, поддерживают различные сорта
организмов;

(B) описывает, как биоразнообразие способствует
устойчивость экосистемы; и

(C) наблюдать, записывать и описывать роль
экологическая сукцессия, например, в микрогороде сада с сорняками.

(11) Организмы и окружающая среда. Студент знает, что
популяции и виды демонстрируют изменчивость и наследуют многие из своих уникальных
черты характера через постепенные процессы на протяжении многих поколений. Ожидается студент
Кому:

(A) исследует организмы или их структуры, такие как
насекомые или листья и использовать дихотомические ключи для идентификации;

(B) объясняют вариации внутри популяции или вида
сравнение внешних характеристик, поведения или физиологии организмов, которые улучшают
их выживание, такое как миграция, спячка или хранение пищи в луковице;
и

(C) идентифицируют некоторые изменения генетических признаков, которые
происходили в течение нескольких поколений путем естественного отбора и селективного отбора.
разведение, например, галапагосский средний наземный вьюрок ( Geospiza fortis ) или
домашние животные и гибридные растения.

(12) Организмы и окружающая среда. Студент знает, что
живые системы на всех уровнях организации демонстрируют дополнительные
характер структуры и функции. Ожидается:

(A) исследует и объясняет, как внутренние структуры
У организмов есть адаптации, которые позволяют выполнять определенные функции, такие как жабры у рыб,
полые кости у птиц или ксилема у растений;

(B) определить основные функции систем
человеческий организм, в том числе кровеносный, респираторный, скелетный, мышечный,
пищеварительный, выделительный, репродуктивный, покровный, нервный и эндокринный
системы;

(C) распознает уровни организации на заводах и
животные, включая клетки, ткани, органы, системы органов и организмы;

(D) различать структуру и функцию в
Органеллы клеток растений и животных, включая клеточную мембрану, клеточную стенку, ядро,
цитоплазма, митохондрия, хлоропласт и вакуоль;

(E) сравнить функции клеточных органелл с
функции системы органов; и

(F) распознают компоненты теории клетки.

(13) Организмы и окружающая среда. Студент знает, что
живой организм должен уметь поддерживать равновесие в стабильных внутренних условиях
в ответ на внешние и внутренние раздражители. Ожидается:

(A) исследовать, как организмы реагируют на внешние
раздражители, обнаруживаемые в окружающей среде, такие как фототропизм и борьба или бегство; и

(B) описывает и связывает реакции организмов, которые могут
результат внутренних раздражителей, таких как увядание растений и лихорадка или рвота
животные, которые позволяют им сохранять равновесие.

(14) Организмы и окружающая среда. Студент знает, что
размножение — это характеристика живых организмов, и инструкции
поскольку черты регулируются генетическим материалом. Ожидается:

(A) определяет наследственность как передачу генетических
инструкции от одного поколения к следующему поколению;

(B) сравнить результаты однообразного или разнообразного потомства
от бесполого или полового размножения; и

(C) признают, что унаследованные черты индивидуумов
регулируется генетическим материалом, обнаруженным в генах в хромосомах в
ядро.

Источник: Положения настоящего §112.19 приняты в качестве
действует с 4 августа 2009 г., 34 TexReg 5063; с поправками, вступающими в силу 27 августа,
2018, 42 TexReg 5052.


112.20. Естественные науки, 8 класс, принято в 2017 г.

(а) Введение.

(1) Естественные науки в 8 классе имеют междисциплинарный характер;
тем не менее, большая часть контента посвящена науке о Земле и космосе. Национальный
стандарты по естественным наукам организованы в виде многоуровневых блоков, таких как 5-8 классы
а не отдельные классы.Чтобы следовать формату уровня обучения
используются в Техасе, различные национальные стандарты находятся среди классов 6, 7 и
8. Повторяющиеся темы широко используются в науках, математике и технологиях.
Эти идеи выходят за рамки дисциплинарных ограничений и включают в себя изменение и постоянство,
паттерны, циклы, системы, модели и масштаб.

Пряди для 8-го класса включают следующее.

(A) Научное исследование и рассуждения.

(i) Развивать глубокие познания в науке и естественных
мира, студенты должны познакомиться с различными способами научного
расследование, правила доказательства, способы формулирования вопросов, способы предложения
объяснения, и различные способы, которыми ученые изучают мир природы и
предлагать объяснения, основанные на доказательствах, полученных в результате их работы.

(ii) Научные исследования проводятся для различных
причины. Все исследования требуют исследовательского вопроса, внимательных наблюдений,
сбор данных и анализ данных для выявления закономерностей, которые будут
объясните результаты. Описательные исследования используются для изучения новых
такие явления, как обследование организмов или измерение абиотических
компоненты в данной среде обитания. Описательная статистика включает частоту, диапазон,
среднее, медиана и мода.Гипотеза не требуется в описательной
изучение. С другой стороны, когда условия можно контролировать, чтобы
сосредоточиться на одной переменной, экспериментальный план исследования используется для определения
причинно-следственная связь. Студенты должны пройти оба типа исследований и
понимать, что разные вопросы научных исследований требуют разных
исследовательские проекты.

(iii) Научные исследования используются для изучения
Натуральный мир.Студенты должны понимать, что некоторые типы вопросов могут
получить ответы на вопросы исследований, а также построенных методов, моделей и выводов.
результаты этих исследований меняются по мере появления новых наблюдений. Модели
объекты и события являются инструментами для понимания мира природы и могут показать, как
системы работают. Модели имеют ограничения и основаны на новых открытиях.
постоянно модифицируется, чтобы более точно отражать мир природы.

(B) Материя и энергия.Студенты осознают это
состоит из атомов. Студенты изучают информацию о Периодической таблице, чтобы
признать, что элементы сгруппированы в семейства. Кроме того, студенты
понять основную концепцию сохранения массы. Лабораторная деятельность позволит
студенты, чтобы продемонстрировать доказательства химических реакций. Они будут использовать химические
формулы для определения веществ.

(C) Сила, движение и энергия. Студенты экспериментируют с
отношения между силами и движением посредством изучения трех Ньютоновских
законы.Студенты узнают, как эти силы связаны с геологическими процессами и
астрономические явления. Кроме того, студенты признают, что эти законы
проявляется в повседневных предметах и ​​деятельности. Математика используется для расчета
скорость с использованием измерений расстояния и времени.

(D) Земля и космос. Студенты определяют роль
природные явления в изменении систем Земли. Циклы внутри Солнца, Земли и Луны
системы изучаются по мере того, как студенты узнают о временах года, приливах и фазах Луны.Студенты узнают, что звезды и галактики являются частью Вселенной. Кроме того,
студенты используют данные для исследования научных теорий происхождения
Вселенная. Студенты продемонстрируют, как объекты Земли меняются с течением времени, на пластинах.
тектоника. Они будут интерпретировать особенности земли и эрозии на топографических картах.
и спутниковые снимки. Студенты узнают, как взаимодействуют солнечные, погодные и
океанские системы вызывают изменения в погодных условиях и климате.

(E) Организмы и окружающая среда.В исследованиях жизни
системы, студенты исследуют взаимозависимость между этими системами. Студенты
описать, как биотические и абиотические факторы влияют на количество организмов и
популяции, присутствующие в экосистеме. Кроме того, студенты узнают, как
организмы и их популяции реагируют на краткосрочные и долгосрочные экологические
изменения, в том числе вызванные деятельностью человека.

(2) Наука, как определено Национальной академией
Наук, это «использование свидетельств для построения проверяемых объяснений и
предсказания природных явлений, а также знания, полученные благодаря
этот процесс.»Это огромное количество изменяющихся и возрастающих знаний
описывается физическими, математическими и концептуальными моделями. Студенты должны
знайте, что некоторые вопросы выходят за рамки науки, потому что они касаются
с явлениями, которые не поддаются научной проверке.

(3) Научные гипотезы предварительные и проверяемые.
утверждения, которые должны поддерживаться или не поддерживаться
данные наблюдений. Гипотезы устойчивой объяснительной силы, которые были
Проверенные в самых разных условиях становятся теориями.Научные теории
основаны на природных и физических явлениях и могут быть проверены
несколько независимых исследователей. Студенты должны знать, что научные
теории, в отличие от гипотез, хорошо обоснованы и очень надежны, но они
все еще могут быть изменены, поскольку новая информация и технологии
развитый. Студенты должны уметь различать научные
методы принятия решений и этические / социальные решения, которые включают
применение научной информации.

(4) Заявления, содержащие слово «включая»
справочный контент, который необходимо освоить, а те, которые содержат фразу
«такие как» предназначены в качестве возможных иллюстративных примеров.

(b) Знания и навыки.

(1) Научные исследования и рассуждения. Студент,
не менее 40% учебного времени проводит лабораторные и полевые
расследования в соответствии с процедурами безопасности и экологически приемлемыми и
этические практики.Ожидается:

(A) продемонстрировать безопасные методы работы в лаборатории и
полевые исследования, как указано в утвержденной Техасским образовательным агентством безопасности
стандарты; и

(B) практиковать надлежащее использование и сохранение
ресурсы, включая утилизацию, повторное использование или переработку материалов.

(2) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует научные методы при лабораторных и полевых исследованиях. В
ожидается:

(A) спланировать и реализовать сравнительный и описательный
расследования, делая наблюдения, задавая четко определенные вопросы и используя
соответствующее оборудование и технологии;

(B) разработать и провести экспериментальные исследования
делать наблюдения, задавать четко определенные вопросы, формулировать проверяемые
гипотезы и использование соответствующего оборудования и технологий;

(C) собирать и записывать данные с помощью Международного
Система единиц (СИ) и качественные средства, такие как маркированные чертежи, письменность,
и графические органайзеры;

(D) построить таблицы и графики, используя повторные испытания
и средства для организации данных и выявления закономерностей; и

(E) анализировать данные для формулирования разумных объяснений,
сообщать достоверные выводы, подкрепленные данными, и прогнозировать тенденции.

(3) Научные исследования и рассуждения. Студент
использует критическое мышление, научные рассуждения и решение проблем, чтобы
информированные решения и знает вклад соответствующих ученых. В
ожидается:

(A) анализировать, оценивать и критиковать научные
объяснения с использованием эмпирических данных, логических рассуждений и экспериментальных
и тестирование с наблюдением, чтобы стимулировать критическое мышление учащегося;

(B) использовать модели для представления аспектов естественного
мир, такой как атом, молекула, пространство или геологический объект;

(C) идентифицируют преимущества и ограничения моделей, таких
как размер, масштаб, свойства и материалы; и

(D) относятся к влиянию исследований на научную мысль.
и общество, включая историю науки и вклад ученых
что касается содержания.

(4) Научные исследования и рассуждения. Студент
знает, как использовать различные инструменты и оборудование для обеспечения безопасности для проведения научных исследований
расследование. Ожидается:

(A) используйте соответствующие инструменты, включая лабораторные журналы / записные книжки,
мензурки, измерительные стержни, градуированные цилиндры, анемометры, психрометры, горячие
тарелки, пробирки, пружинные весы, весы, микроскопы, термометры,
калькуляторы, компьютеры, спектроскопы, приборы для измерения времени и другое необходимое
оборудование для сбора, записи и анализа информации; и

(B) использовать профилактическое оборудование безопасности, в том числе:
защитные очки, фартуки и перчатки, защищающие от брызг химикатов, и будьте готовы к чрезвычайным ситуациям
защитное снаряжение, в том числе средство для мытья глаз / лица, противопожарное одеяло и огонь
огнетушитель.

(5) Материя и энергия. Студент знает, что дело в том,
состоит из атомов и обладает химическими и физическими свойствами. Студент
ожидается:

(A) описывают структуру атомов, включая
массы, электрические заряды и расположение протонов и нейтронов в
ядро и электроны в электронном облаке;

(B) идентифицируют, что протоны определяют
тождественные и валентные электроны определяют его химические свойства, в том числе
реактивность;

(C) интерпретировать расположение Периодической таблицы,
включая группы и точки, чтобы объяснить, как свойства используются для классификации
элементы;

(D) признают, что химические формулы используются для
идентифицировать вещества и определять количество атомов каждого элемента в
химические формулы, содержащие индексы; и

(E) исследовать, как доказательства химических реакций
указывает на то, что образуются новые вещества с другими свойствами и как это
относится к закону сохранения массы.

(6) Сила, движение и энергия. Студент знает, что
существует связь между силой, движением и энергией. Студент
ожидается:

(A) продемонстрируйте и рассчитайте, как неуравновешенные силы
изменить скорость или направление движения объекта;

(B) различают скорость, скорость и
ускорение; и

(C) исследовать и описывать приложения Ньютона
три закона движения, такие как автомобильные удерживающие устройства, спортивные мероприятия,
аттракционы, тектоническая активность Земли и запуски ракет.

(7) Земля и космос. Студент знает эффекты
в результате циклических движений Солнца, Земли и Луны. Студент
ожидается:

(A) и проиллюстрируйте, как наклоненная Земля вращается.
на своей оси, вызывая день и ночь, и вращается вокруг Солнца, вызывая
смены сезонов;

(B) продемонстрировать и спрогнозировать последовательность событий в
лунный цикл; и

(C) соотносят положения Луны и Солнца с их
влияние на океанские приливы.

(8) Земля и космос. Студент знает характеристики
Вселенная. Ожидается:

(A) описывает компоненты вселенной, в том числе
звезды, туманности и галактики, и используйте такие модели, как модель Герцшпрунга-Рассела.
схема для классификации;

(B) признать, что Солнце — звезда среднего размера
расположен в спиральном рукаве галактики Млечный Путь и что Солнце много
в тысячи раз ближе к Земле, чем любая другая звезда;

(C) определить, как разные длины волн
электромагнитный спектр, такой как видимый свет и радиоволны, используются для получения
информация о компонентах вселенной; и

(D) исследование того, как научные данные используются в качестве доказательства
разработать научные теории для описания происхождения Вселенной.

(9) Земля и космос. Студент знает, что природные явления
может повлиять на земные системы. Ожидается:

(A) описать историческое развитие свидетельств
что поддерживает теорию тектоники плит;

(B) связывает тектонику плит с формированием земной коры.
Особенности; и

(C) интерпретировать топографические карты и спутниковые снимки для
определить особенности земли и эрозии и спрогнозировать, как эти особенности могут быть
видоизмененный атмосферным воздействием.

(10) Земля и космос. Студент знает, что климатическая
существует взаимодействие между Землей, океаном и погодными системами. Студент
ожидается:

(A) признают, что Солнце обеспечивает энергию, которая
вызывает конвекцию в атмосфере и океанах, вызывая ветры;

(B) определить, как глобальные модели атмосферного
движение влияет на местную погоду, используя погодные карты, которые показывают высокие и низкие
давления и фронты; и

(C) определить роль океанов в формировании
погодные системы, такие как ураганы.

(11) Организмы и окружающая среда. Студент знает, что
взаимозависимость между живыми системами и окружающей средой, и человечество
деятельность может повлиять на эти системы. Ожидается:

(A) исследует, как организмы и популяции в
экосистема зависит от биотических факторов, таких как пищевые и абиотические, и может конкурировать за них.
такие факторы, как количество света, воды, диапазон температур или почва
состав;

(B) изучить, как краткосрочные и долгосрочные экологические
изменения влияют на организмы и признаки в последующих популяциях; и

(C) признают зависимость человека от океанских систем и
объясните, как деятельность человека, такая как сток, искусственные рифы или использование
ресурсы изменили эти системы.

Источник: Положения настоящего §112.20 приняты в качестве
действует с 4 августа 2009 г., 34 TexReg 5063; с поправками, вступающими в силу 27 августа,
2018, 42 TexReg 5052.


Для
дополнительная информация, электронная почта [email protected]

1.3 Язык физики: физические величины и единицы

Точность, прецизионность и значащие числа

Наука основана на экспериментах, требующих точных измерений.Достоверность измерения можно описать с точки зрения его точности и точности (см. Рисунок 1.19 и рисунок 1.20). Точность — это насколько измерение близко к правильному значению для этого измерения. Например, предположим, что вы измеряете длину стандартного листа бумаги для принтера. На упаковке, в которой вы приобрели бумагу, указано, что она имеет длину 11 дюймов, и предположим, что указанное значение верное. Вы трижды измеряете длину бумаги и получаете следующие размеры: 11.1 дюйм, 11,2 дюйма и 10,9 дюйма. Эти измерения довольно точны, потому что они очень близки к правильному значению 11,0 дюймов. Напротив, если бы вы получили размер в 12 дюймов, ваше измерение не было бы очень точным. Вот почему измерительные приборы калибруются на основе известного измерения. Если прибор постоянно возвращает правильное значение известного измерения, его можно безопасно использовать для поиска неизвестных значений.

Рис. 1.19. Механические весы с двумя чашами используются для сравнения различных масс.Обычно объект неизвестной массы помещается в одну чашу, а объекты известной массы — в другую. Когда стержень, соединяющий две посуды, расположен горизонтально, массы в обеих посуде равны. Известные массы обычно представляют собой металлические цилиндры стандартной массы, например 1 грамм, 10 грамм и 100 грамм. (Серж Мелки)

Рисунок 1.20. В то время как механические весы могут считывать массу объекта только с точностью до десятых долей грамма, некоторые цифровые весы могут измерять массу объекта с точностью до ближайшей тысячной доли грамма.Как и в других измерительных приборах, точность шкалы ограничивается последними измеренными цифрами. Это сотые доли в изображенной здесь шкале. (Splarka, Wikimedia Commons)

«Точность» указывает, насколько хорошо повторные измерения чего-либо дают одинаковые или похожие результаты. Следовательно, точность измерений означает, насколько близки друг к другу измерения, когда вы измеряете одно и то же несколько раз. Один из способов анализа точности измерений — определение диапазона или разницы между самым низким и самым высоким измеренными значениями.В случае размеров бумаги для принтера наименьшее значение составляло 10,9 дюйма, а максимальное значение — 11,2 дюйма. Таким образом, измеренные значения отклонялись друг от друга не более чем на 0,3 дюйма. Эти измерения были достаточно точными, потому что они варьировались всего на долю дюйма. Однако, если бы измеренные значения были 10,9 дюймов, 11,1 дюймов и 11,9 дюймов, тогда измерения не были бы очень точными, потому что есть много отклонений от одного измерения к другому.

Измерения в бумажном примере точны и точны, но в некоторых случаях измерения точны, но неточны, или они точны, но неточны.Давайте рассмотрим систему GPS, которая пытается определить местоположение ресторана в городе. Думайте о расположении ресторана как о самом центре мишени в яблочко. Затем представьте каждую попытку GPS определить местонахождение ресторана как черную точку в яблочко.

На рис. 1.21 вы можете видеть, что измерения GPS разнесены далеко друг от друга, но все они относительно близки к фактическому местоположению ресторана в центре цели. Это указывает на низкую точность измерительной системы с высокой точностью.Однако на рис. 1.22 измерения GPS сосредоточены довольно близко друг к другу, но они находятся далеко от целевого местоположения. Это указывает на высокую точность измерительной системы с низкой точностью. Наконец, на рис. 1.23 GPS является точным и точным, что позволяет определить местонахождение ресторана.

Рис. 1.21. Система GPS пытается определить местонахождение ресторана в центре мишени. Черные точки представляют каждую попытку определить местоположение ресторана. Точки расположены довольно далеко друг от друга, что указывает на низкую точность, но каждая из них находится довольно близко к фактическому местоположению ресторана, что указывает на высокую точность.(Темное зло)

Рис. 1.22 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, но они довольно далеко от фактического местоположения ресторана, что указывает на низкую точность. (Темное зло)

Рис. 1.23 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, и они находятся недалеко от фактического местоположения ресторана, что указывает на высокую точность. (Темное зло)

Неопределенность

Точность и прецизионность измерительной системы определяют неопределенность ее измерений.Неопределенность — это способ описать, насколько ваше измеренное значение отклоняется от фактического значения, которое имеет объект. Если ваши измерения не очень точны или точны, то неопределенность ваших значений будет очень высокой. В более общем плане неопределенность можно рассматривать как отказ от ответственности за ваши измеренные значения. Например, если кто-то попросил вас указать пробег вашего автомобиля, вы можете сказать, что это 45 000 миль, плюс-минус 500 миль. Сумма плюс или минус — это неопределенность в вашей стоимости.То есть вы указываете, что фактический пробег вашего автомобиля может составлять от 44 500 миль до 45 500 миль или где-то посередине. Все измерения содержат некоторую неопределенность. В нашем примере измерения длины бумаги мы можем сказать, что длина бумаги составляет 11 дюймов плюс-минус 0,2 дюйма или 11,0 ± 0,2 дюйма. Неопределенность измерения, A , часто обозначается как δA («дельта A »),

Факторы, способствующие неопределенности измерения, включают следующее:

  1. Ограничения измерительного прибора
  2. Навык человека, производящего измерение
  3. Неровности в измеряемом объекте
  4. Любые другие факторы, влияющие на результат (в значительной степени зависящие от ситуации)

В примере с бумагой для принтера неточность может быть вызвана: тем фактом, что наименьшее деление на линейке равно 0.1 дюйм, человек, использующий линейку, имеет плохое зрение или неуверенность, вызванную бумагорезательной машиной (например, одна сторона бумаги немного длиннее другой). Хорошей практикой является тщательное рассмотрение всех возможных источников неопределенности в измерение и уменьшение или устранение их,

Процент неопределенности

Один из способов выражения неопределенности — это процент от измеренного значения. Если измерение A выражается с погрешностью δ A , погрешность в процентах составляет

1.2% неопределенность = δAA × 100%.% Неопределенность = δAA × 100%.

Рабочий пример

Расчет процентной погрешности: мешок яблок

В продуктовом магазине продаются 5-фунтовые пакеты с яблоками. Вы покупаете четыре пакета в течение месяца и каждый раз взвешиваете яблоки. Вы получите следующие размеры:

  • Неделя 1 Вес: 4,8 фунта 4,8 фунта
  • Вес 2 недели: 5,3 фунта 5,3 фунта
  • Неделя 3 Вес: 4,9 фунта 4,9 фунта
  • Неделя 4 вес: 5.4 фунта 5,4 фунта

Вы определили, что вес 5-фунтового мешка имеет погрешность ± 0,4 фунта. Какова процентная погрешность веса мешка?

Стратегия

Во-первых, обратите внимание, что ожидаемое значение веса мешка, AA, составляет 5 фунтов. Неопределенность этого значения, δAδA, составляет 0,4 фунта. Мы можем использовать следующее уравнение для определения процентной неопределенности веса

% Неопределенности = δAA × 100%.% Неопределенности = δAA × 100%.

Решение

Подставьте известные значения в уравнение

% Неопределенности = 0.4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.% Погрешности = 0,4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.

Обсуждение

Можно сделать вывод, что вес мешка с яблоками составляет 5 фунтов ± 8 процентов. Подумайте, как изменился бы этот процент неопределенности, если бы мешок яблок был вдвое тяжелее, но неопределенность в весе осталась бы прежней. Совет для будущих расчетов: при вычислении процентной погрешности всегда помните, что вы должны умножить дробь на 100 процентов. Если вы этого не сделаете, у вас будет десятичное число, а не процентное значение.

Неопределенность в расчетах

Есть неопределенность во всех вычислениях на основе измеренных величин. Например, площадь пола, рассчитанная на основе измерений его длины и ширины, имеет неопределенность, потому что и длина, и ширина имеют неопределенности. Насколько велика неопределенность в том, что вы вычисляете умножением или делением? Если измерения в расчетах имеют небольшую погрешность (несколько процентов или меньше), то можно использовать метод сложения процентов.В этом методе говорится, что процент неопределенности в величине, вычисленной путем умножения или деления, представляет собой сумму процентных погрешностей в элементах, использованных для выполнения расчета. Например, если пол имеет длину 4,00 м и ширину 3,00 м с погрешностями 2 процента и 1 процент соответственно, то площадь пола составляет 12,0 м 2 и имеет погрешность 3 процента ( выраженная как площадь, это 0,36 м 2 , которое мы округляем до 0,4 м ( 2 , так как площадь пола дается с точностью до одной десятой квадратного метра).

Для быстрой демонстрации точности и неопределенности измерений в зависимости от единиц измерения попробуйте это моделирование. У вас будет возможность измерить длину и вес стола, используя единицы измерения в миллиметрах и сантиметрах. Как вы думаете, что обеспечит большую точность, точность и неопределенность при измерении стола и блокнота в моделировании? Подумайте, как природа гипотезы или вопроса исследования может повлиять на точность измерительного инструмента, необходимого для сбора данных.

Прецизионность измерительных инструментов и значащих цифр

Важным фактором точности измерений является точность измерительного инструмента. В общем, точный измерительный инструмент — это инструмент, который может измерять значения с очень маленькими приращениями. Например, рассмотрите возможность измерения толщины монеты. Стандартная линейка может измерять толщину с точностью до миллиметра, а микрометр может измерять толщину с точностью до 0,005 миллиметра. Микрометр — более точный измерительный инструмент, потому что он может измерять очень небольшие различия в толщине.Чем точнее измерительный инструмент, тем точнее и точнее могут быть измерения.

Когда мы выражаем измеренные значения, мы можем перечислить только столько цифр, сколько мы первоначально измерили с помощью нашего измерительного инструмента (например, линейки, показанные на рисунке 1.24). Например, если вы используете стандартную линейку для измерения длины палки, вы можете измерить ее дециметровой линейкой как 3,6 см. Вы не можете выразить это значение как 3,65 см, потому что ваш измерительный инструмент не был достаточно точным, чтобы измерить сотую долю сантиметра.Следует отметить, что последняя цифра в измеренном значении была определена каким-то образом лицом, выполняющим измерение. Например, человек, измеряющий длину палки линейкой, замечает, что длина палки находится где-то между 36 и 37 мм. Он или она должны оценить значение последней цифры. Правило состоит в том, что последняя цифра, записанная в измерении, является первой цифрой с некоторой погрешностью. Например, последнее измеренное значение 36,5 мм состоит из трех цифр или трех значащих цифр.Количество значащих цифр в измерении указывает на точность измерительного инструмента. Чем точнее инструмент измерения, тем большее количество значащих цифр он может сообщить.

Рисунок 1.24 Показаны три метрические линейки. Первая линейка измеряется в дециметрах и может измерять до трех дециметров. Вторая линейка имеет длину в сантиметрах и может измерять три целых шесть десятых сантиметра. Последняя линейка в миллиметрах и может измерять тридцать шесть целых пять десятых миллиметра.

Нули

Особое внимание уделяется нулям при подсчете значащих цифр.Например, нули в 0,053 не имеют значения, потому что они всего лишь заполнители, которые определяют местонахождение десятичной точки. В 0,053 есть две значащие цифры — 5 и 3. Однако, если ноль встречается между другими значащими цифрами, нули имеют значение. Например, оба нуля в 10.053 значимы, поскольку эти нули были фактически измерены. Таким образом, заполнитель 10.053 содержит пять значащих цифр. Нули в 1300 могут иметь значение, а могут и не иметь значения, в зависимости от стиля написания чисел.Они могут означать, что число известно до последнего нуля, или нули могут быть заполнителями. Итак, 1300 может иметь две, три или четыре значащих цифры. Чтобы избежать этой двусмысленности, запишите 1300 в экспоненциальном формате как 1,3 × 10 3 . Только значащие цифры приведены в множителе x для числа в экспоненциальном представлении (в форме x × 10yx × 10y). Следовательно, мы знаем, что 1 и 3 — единственные значащие цифры в этом числе. Таким образом, нули имеют значение, кроме случаев, когда они служат только в качестве заполнителей.В таблице 1.4 приведены примеры количества значащих цифр в различных числах.

Таблица 1.4
Число Значимые цифры Обоснование
1,657 4 Нет нулей, и все ненулевые числа всегда значимы.
0,4578 4 Первый ноль — это только место для десятичной запятой.
0,000458 3 Первые четыре нуля — это заполнители, необходимые для представления данных с точностью до десятитысячных.
2000,56 6 Три нуля здесь значимы, потому что они встречаются между другими значащими цифрами.
45 600 3 Без подчеркивания или научного обозначения мы предполагаем, что последние два нуля являются заполнителями и не имеют значения.
15895 00 0 7 Два подчеркнутых нуля значимы, а последний ноль — нет, так как он не подчеркнут.
5,457 × 10 13 4 В экспоненциальном представлении все числа перед знаком умножения являются значащими
6.520 × × 10 –23 4 В экспоненциальном представлении все числа, указанные перед знаком умножения, значимы, включая нули.
Значимые цифры в расчетах

При объединении измерений с разной степенью точности и точности количество значащих цифр в окончательном ответе не может быть больше количества значащих цифр в наименее точном измеренном значении. Существует два разных правила: одно для умножения и деления, а другое — для сложения и вычитания, как описано ниже.

  1. Для умножения и деления: В ответе должно быть то же количество значащих цифр, что и в начальном значении с наименьшим количеством значащих цифр.Например, площадь круга можно вычислить по его радиусу, используя A = πr2A = πr2. Посмотрим, сколько значащих цифр будет у площади, если в радиусе всего две значащие цифры, например, r = 2,0 м. Тогда, используя калькулятор, который хранит восемь значащих цифр, вы получите

    A = πr2 = (3,1415927 …) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2. A = πr2 = (3,1415927 …) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2.

    Но поскольку радиус состоит только из двух значащих цифр, вычисленная площадь имеет значение только до двух значащих цифр или

    , даже если значение ππ имеет значение не менее восьми цифр.

  2. Для сложения и вычитания : ответ должен иметь такие же числовые разряды (например, разряды десятков, разряды единиц, разряды десятков и т. Д.), Что и наименее точное начальное значение. Предположим, вы купили в продуктовом магазине 7,56 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью 0,01 кг. Затем вы кладете в лабораторию 6,052 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью до 0,001 кг. Наконец, вы идете домой и добавляете 13,7 кг картофеля, измеренное на весах с точностью до 0.1 кг. Сколько у вас сейчас килограммов картошки и сколько значащих цифр уместно в ответе? Масса находится простым сложением и вычитанием:

    7,56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг 7,56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг

    Наименьшее измерение — 13,7 кг. Это измерение выражается с точностью до 0,1 десятичного знака, поэтому наш окончательный ответ также должен быть выражен с точностью до 0,1. Таким образом, ответ следует округлить до десятых, получая 15,2 кг. То же верно и для недесятичных чисел.Например,

    6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528,6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528.

    Мы не можем указать десятичные разряды в ответе, потому что 2 не имеет значимых десятичных знаков. Следовательно, мы можем отчитаться только до одного места.

    Рекомендуется оставлять лишние значащие цифры при вычислении и округлять до правильного количества значащих цифр только в окончательных ответах. Причина в том, что небольшие ошибки из-за округления при вычислении иногда могут привести к значительным ошибкам в окончательном ответе.В качестве примера попробуйте вычислить 5,098– (5.000) × (1010) 5,098– (5.000) × (1010), чтобы получить окончательный ответ только на две значащие цифры. Учет всего значимого во время расчета дает 48. Округление до двух значащих цифр в середине расчета изменяет его до 5 100 — (5.000) × (1000) = 100, 5 100 — (5.000) × (1000) = 100, что является способом выключенный. Точно так же вы бы избегали округления в середине вычислений при подсчете и ведении бухгалтерского учета, когда нужно аккуратно сложить и вычесть много маленьких чисел, чтобы получить, возможно, гораздо большие окончательные числа.

Значимые цифры в этом тексте

В этом учебнике предполагается, что большинство чисел состоит из трех значащих цифр. Кроме того, во всех проработанных примерах используется постоянное количество значащих цифр. Вы заметите, что ответ, данный для трех цифр, основан на вводе как минимум трех цифр. Если на входе меньше значащих цифр, в ответе также будет меньше значащих цифр. Также уделяется внимание тому, чтобы количество значащих цифр соответствовало создаваемой ситуации.В некоторых темах, таких как оптика, будет использоваться более трех значащих цифр. Наконец, если число является точным, например 2 в формуле, c = 2πrc = 2πr, это не влияет на количество значащих цифр в вычислении.

Рабочий пример

Приближение огромных чисел: триллион долларов

Дефицит федерального бюджета США в 2008 финансовом году был немногим больше 10 триллионов долларов. Большинство из нас не имеют представления о том, сколько на самом деле стоит даже один триллион.Предположим, вам дали триллион долларов банкнотами по 100 долларов. Если вы составили стопки по 100 банкнот, как показано на рис. 1.25, и использовали их для равномерного покрытия футбольного поля (между концевыми зонами), сделайте приблизительное представление о том, насколько высокой станет стопка денег. (Здесь мы будем использовать футы / дюймы, а не метры, потому что футбольные поля измеряются в ярдах.) Один из ваших друзей говорит, что 3 дюйма, а другой говорит, что 10 футов. Как вы думаете?

Рис. 1.25. Банковская пачка содержит сто банкнот по 100 долларов и стоит 10 000 долларов.Сколько банковских стеков составляет триллион долларов? (Эндрю Мэджилл)

Стратегия

Когда вы представляете ситуацию, вы, вероятно, представляете себе тысячи маленьких стопок по 100 завернутых банкнот по 100 долларов, которые вы могли бы увидеть в фильмах или в банке. Поскольку это величина, которую легко оценить, давайте начнем с нее. Мы можем найти объем стопки из 100 купюр, узнать, сколько стопок составляют один триллион долларов, а затем установить этот объем равным площади футбольного поля, умноженной на неизвестную высоту.

Решение

  1. Рассчитайте объем стопки из 100 купюр. Размеры одной банкноты составляют примерно 3 на 6 дюймов. Пачка из 100 таких банкнот имеет толщину примерно 0,5 дюйма. Таким образом, общий объем стопки из 100 купюр равен
    объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюймов × 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов. 3. объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюйма × 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов 3.
  2. Подсчитайте количество стопок.Обратите внимание, что триллион долларов равен 1 × 1012 $ 1 × 1012, а стопка из ста 100-долларовых банкнот равна 10000, 10000 долларов или 1 × 104 доллара 1 × 104. Количество стопок у вас будет

    .

    1,3 $ 1 × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков. 1 доллар × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков.

  3. Вычислите площадь футбольного поля в квадратных дюймах. Площадь футбольного поля составляет 100 ярдов × 50 ярдов 100 ярдов × 50 ярдов, что дает 5 000 ярдов 25 000 ярдов2.Поскольку мы работаем в дюймах, нам нужно преобразовать квадратные ярды в квадратные дюймы

    Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480 000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2 Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 0,1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2.

    Это преобразование дает нам 6 × 106 дюймов 26 × 106 дюймов 2 для площади поля. (Обратите внимание, что в этих расчетах мы используем только одну значащую цифру.)

  4. Рассчитайте общий объем купюр.Объем всех стопок по 100 долларов составляет 9 дюймов 3 / стопка × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 39 дюймов / стопка × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 3
  5. Рассчитайте высоту. Чтобы определить высоту купюр, используйте следующее уравнение
    объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр Площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюймов 36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюймов Высота денег = 1 × 102 дюйма = 100 дюймы объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюймов36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюйма Высота монеты = 1 × 102 дюйма = 100 дюймов

    Высота денег будет около 100 дюймов. Преобразование этого значения в футы дает

    .

    100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов 100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов

Обсуждение

Окончательное приблизительное значение намного выше, чем ранняя оценка в 3 дюйма, но другая ранняя оценка в 10 футов (120 дюймов) была примерно правильной. Как это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может сказать вам с точки зрения приблизительных оценок, и тщательно рассчитанных приближений?

В приведенном выше примере окончательное приблизительное значение намного выше, чем ранняя оценка первого друга в 3 дюйма.Однако ранняя оценка другого друга в 10 футов (120 дюймов) была примерно верной. Как это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может предложить о значении приблизительных приблизительных оценок по сравнению с тщательно рассчитанными приближениями?

7 самых больших вопросов по физике, на которые нет ответов

На этом загадки не заканчиваются. Атомы, как известно, электрически нейтральны — положительный заряд протонов компенсируется отрицательным зарядом электронов, — но Линкольн говорит, почему это так, «Никто не знает.”

2. Почему гравитация такая странная?

Нет силы более знакомой, чем сила тяжести — в конце концов, это то, что удерживает наши ноги на земле. И общая теория относительности Эйнштейна дает математическую формулировку гравитации, описывая ее как «искривление» пространства. Но гравитация в триллион триллионов триллионов раз слабее трех других известных сил (электромагнетизма и двух видов ядерных сил, действующих на крошечных расстояниях).

Одна возможность — на данный момент спекулятивная — состоит в том, что помимо трех измерений пространства, которые мы замечаем каждый день, есть скрытые дополнительные измерения, возможно, «свернутые» таким образом, что их невозможно обнаружить.Если эти дополнительные измерения существуют — и если гравитация способна «просачиваться» в них, это может объяснить, почему гравитация кажется нам такой слабой.

«Может быть, гравитация так же сильна, как и эти другие силы, но она быстро растворяется, выплескиваясь в эти другие невидимые измерения», — говорит Уайтсон. Некоторые физики надеялись, что эксперименты на LHC дадут намек на эти дополнительные измерения, но пока безуспешно.

3. Почему кажется, что время течет только в одном направлении?

Со времен Эйнштейна физики думали, что пространство и время образуют четырехмерную структуру, известную как «пространство-время».«Но пространство отличается от времени в некоторых очень фундаментальных отношениях. В космосе мы можем перемещаться, как захотим. Что касается времени, мы застряли. Мы стареем, а не моложе. И мы помним прошлое, но не будущее. Время, в отличие от пространства, кажется, имеет предпочтительное направление — физики называют его «стрелой времени».

Некоторые физики подозревают, что второй закон термодинамики дает ключ к разгадке. Он утверждает, что энтропия физической системы (грубо говоря, количество беспорядка) со временем увеличивается, и физики думают, что это увеличение и определяет направление времени.(Например, разбитая чашка имеет больше энтропии, чем неповрежденная — и, конечно же, разбитые чашки всегда появляются после неповрежденных, а не раньше.)

Энтропия может расти сейчас, потому что раньше она была ниже, но почему это низко для начала? Была ли энтропия вселенной необычно низкой 14 миллиардов лет назад, когда она возникла в результате Большого взрыва?

Для некоторых физиков, включая Шона Кэрролла из Калифорнийского технологического института, это недостающий элемент головоломки. «Если вы скажете мне, почему ранняя Вселенная имела низкую энтропию, я смогу объяснить остальное», — говорит он.По мнению Уайтсона, энтропия — это еще не все. «Для меня, — говорит он, — самый глубокий вопрос заключается в том, почему время так отличается от пространства?» (Недавнее компьютерное моделирование, кажется, показывает, как асимметрия времени может возникать из фундаментальных законов физики, но работа противоречива, и окончательная природа времени продолжает вызывать страстные споры.)

Связанные

4. Откуда все взялось. антивещество идет?

Антивещество может быть более известным в художественной литературе, чем в реальной жизни.В оригинальном «Звездном пути» антивещество реагирует с обычным веществом, приводя в движение варп-двигатель, который приводит в движение U.S.S. Предприятие на скоростях, превышающих скорость света. В то время как варп-драйв — это чистая выдумка, антивещество вполне реально. Мы знаем, что для каждой частицы обычного вещества может быть идентичная частица с противоположным электрическим зарядом. Антипротон, например, похож на протон, но с отрицательным зарядом. Между тем, античастица, соответствующая отрицательно заряженному электрону, является положительно заряженным позитроном.

Физики создали антивещество в лаборатории. Но когда они это делают, они создают равное количество материи. Это предполагает, что в результате Большого взрыва материя и антивещество были созданы в равных количествах. Однако почти все, что мы видим вокруг себя, от земли под ногами до самых далеких галактик, состоит из обычной материи.

Что происходит? Почему материи больше, чем антивещества? Мы предполагаем, что Большой взрыв каким-то образом произвел немного больше вещества, чем антивещества.«Что должно было произойти в начале истории Вселенной — в самые моменты после Большого взрыва — так это то, что на каждые 10 миллиардов частиц антивещества приходилось 10 миллиардов и одна частица материи», — говорит Линкольн. «И вещество и антивещество уничтожили 10 миллиардов, оставив один. И этот маленький «единица» — это та масса, которая составляет нас ».

Но почему вообще небольшой избыток вещества над антивеществом? «Мы действительно этого не понимаем, — говорит Линкольн. «Это странно.«Если бы начальные количества вещества и антивещества были равны, они бы полностью уничтожили друг друга в виде всплеска энергии. В этом случае, говорит Линкольн, «нас бы не было».

7. Окружающая среда | Физика в новую эру: обзор

, стр.118

для обнаружения воздействия людей. Проблемы такого рода бывают самых разных масштабов: от отдельного помещения, воздух которого разлагается радоном или органическими загрязнителями, до городского аэродрома, подверженного накоплению загрязняющих веществ, усиливающихся в определенные сезоны, до глобальной стратосферы, химический состав которой изменяется из-за хлорфторуглероды и оксиды азота.

Открытие разрушения стратосферного озона хлорфторуглеродами является классическим примером использования физических наук для понимания того, как люди изменяют природную систему. Разработка деталей этой проблемы включала сочетание химии гетерогенных реакций и физики жидкостей и переноса излучения.

Глобальное потепление отчасти является следствием изменения углеродного цикла на планете за счет сжигания ископаемого топлива. Увеличение выбросов углекислого газа, по-видимому, способствует росту других парниковых газов за счет изменения глобального гидрологического цикла.Понимание глобального потепления и связанного с ним изменения климата опирается на ряд дисциплин. Геофизическая гидродинамика необходима для понимания структуры основной климатической системы, в которой происходят эти климатические изменения. В то же время химические и биохимические циклы являются активными партнерами в динамике и термодинамике климатической системы.

Эффективное управление взаимодействием человека с экологической системой требует одновременного прогресса по нескольким направлениям: понимание системы в отсутствие человеческого воздействия; понимание того, как человеческое воздействие меняет систему; и понимание доступных мер по уменьшению этого воздействия, таких как замена одной формы производства энергии на другую.За последние несколько десятилетий был достигнут большой прогресс в понимании работы тех экологических систем, которые особенно уязвимы для антропогенного воздействия, начиная от теплового поведения озер и заканчивая химическим составом стратосферы. Многие из этих систем теперь хорошо изучены благодаря сочетанию измерений, моделирования, моделирования и теории.

Одним из лучших инструментов для измерения антропогенного воздействия на климат является определение небольших концентраций индикаторных атомов в пробах окружающей среды.Различные долгоживущие радиоактивные ядра служат такими индикаторами во многом так же, как короткоживущие радиоактивные ядра служат индикаторами для изучения биологических систем. Использование этих индикаторов выросло из понимания образования радиоактивных элементов, их распада и обнаружения. Этот метод мониторинга окружающей среды становится все более важным по мере разработки все более чувствительных методов обнаружения (см. Врезку
«Мониторинг окружающей среды»).

бесплатных веб-сайтов для поиска явлений привязки NGSS ⋆ Блог Sunrise Science

Научные стандарты нового поколения (NGSS) просят нас, учителей естественных наук, предоставить закрепляющие явления, возможности для практического применения концепций и гибкость, позволяющую учащимся следовать своим собственным интересам во время изучения науки.Они просят нас учиться вместе с нашими учениками и принять образ мышления, согласно которому всегда могут появиться новые теории, а парадигмы действительно меняются. Я понял, что NGSS распахнул дверь, за которую я всегда старался держаться, — побудив моих учеников искренне заботиться о нашей планете и проявлять неподдельный интерес к чудесным действиям нашей Вселенной.

Теперь: «Какого черта мы заняты, перегруженные учителя должны держать руку на пульсе каждой удивительной и интересной вещи, происходящей в науке, чтобы структурировать эти основанные на явлениях единицы?»

Найдите бесплатный контент и следуйте своему любопытству!

Я составил список веб-сайтов, содержащих богатые идеи и реальные проблемы, которые полезны для поиска явлений, которые могут «привязать» уроки и разделы, соответствующие научным стандартам нового поколения.Потратьте некоторое время на поиск идей и историй, которые пробудят ваш интерес.

Я рекомендую прочитать эту статью в блоге Atlas, чтобы узнать больше о том, как выбрать хорошие якоря на уровне урока и на уровне юнита!

Создайте быстрый слайд в PowerPoint, чтобы продемонстрировать интересный феномен, который вы обнаружите, чтобы спровоцировать увлекательное обсуждение концепции всем классом или небольшой группой. Попросите своих учеников составить список из как можно большего количества вопросов «Что, если…?» И «Интересно…?», Сколько они могут придумать о явлениях, которые их просили рассмотреть.(Я называю это мерой их «IQ» или «Коэффициент опроса»!).

Вот несколько примеров Якорных явлений:

Чтобы начать изучение свойств воды, вы можете показать это видео «Отжимание воды на Международной космической станции». Попросите учащихся нарисовать модель того, что, по их мнению, происходит… они будут пересматривать модель по мере прохождения уроков по данному модулю.

Чтобы начать обсуждение вопроса, вы можете показать это видео, как рушится железнодорожный вагон. Попросите учащихся нарисовать модель того, что, по их мнению, происходит… они будут пересматривать модель по мере прохождения уроков по данному модулю.

Чтобы начать урок по химическим реакциям, вы можете показать это видео о горении спички в замедленной съемке (кстати, любые физические явления, показанные в замедленной съемке, — это потрясающе для помощи студентам в изучении физики!). Попросите учащихся нарисовать модель того, что, по их мнению, происходит… они будут пересматривать модель по мере прохождения уроков по данному модулю.

Для начала исследования волн / света вы можете показать изображение этого лондонского небоскреба, получившего прозвище «Walkie Scorchie», и объяснить, как расплавленных автомобилей припаркованы на улице рядом с ним.После того, как они посчитают, что здание нагревает определенные точки до экстремальных температур, ученики могут нарисовать модель того, что, по их мнению, происходит… они будут пересматривать модель по мере прохождения уроков в этом модуле.

Во время урока или раздела возвращайтесь к этому явлению, чтобы ваши ученики продолжали формировать свое понимание науки, лежащей в основе проблемы. Попросите их продолжать писать свои вопросы «Что, если…?» И «Интересно…?». Пусть их вопросы помогут вам в планировании будущего! Может быть, Бобби очень заинтригован идеей гусениц, поедающих пластик… может ли это быть будущим феноменом закрепления для подразделения по синтетике или основой для учебного задания на основе проекта? Может быть, Оливия задается вопросом, как слоны могут «слышать» через жировую ткань в своих ногах… может ли этот вопрос обосновать поведение звуковых волн в будущем устройстве? Этот процесс похож на восхождение на каменную стену — ваш путь восхождения меняется по мере того, как вы находите разные хватки и достигаете более устойчивой опоры.

Все эти веб-сайты БЕСПЛАТНЫ, и они предлагают удивительный шведский стол интересных явлений, реальных научных приложений, информационных баз данных, видеоколлекций, идей проектов для запросов и многого другого! Исследуйте, проводите мозговой штурм и радуйтесь возможностям! Да и п.с. Я планирую добавлять в этот список, когда найду больше!

Явления проекта

В проекте «Феномены» вы можете выполнить поиск по дисциплинарной основной идее (DCI) и уровню обучения, чтобы найти интересные явления реального мира, из которых можно запускать свои отряды! Также на сайте есть масса ссылок на дополнительные ресурсы!

Вондрополис

О, черт возьми.Поговорим о детях, которые следят за своим любопытством! Этот. Веб-сайт. Является. Невероятный. Отправляйтесь в Вондрополис и перейдите на страницу «Исследуйте чудеса», где вы можете искать темы, которые собираетесь преподавать. Вы можете найти подходящие видеоролики, которые помогут вам выделить явление, на котором будут основываться исследования ваших студентов. Не пропустите страницу для преподавателей под названием The Wonder Ground, где есть база данных уроков и другие ресурсы для преподавателей!

NOAA

Сайт Национального управления океанических и атмосферных исследований полон невероятных событий в области науки о Земле и океане.Загляните в раздел «Образование», чтобы найти ресурсы и мероприятия для конкретных DCI.

Запрос на основе модели

В разделе «Идеи феноменов» сайта Model Based Inquiry легко ориентироваться, так как он организован NGSS Discipline. На этом сайте есть тщательно отобранные вопросы и связанные ресурсы, которые помогут вам спланировать расследование конкретных подразделений с супер-увлекательным контентом для привязки!

Лаборатория реактивного движения

На веб-сайте Лаборатории реактивного движения вы можете найти одобренные НАСА мини-проекты, слайд-шоу, видео и игры, отсортированные по темам и уровням обучения.

Ребенок должен видеть это

Лучший сайт для поиска видео для детей, которые поразят и удивят ваших учеников, — это The Kid Should See This! Попробуйте показать видео, которое даст учащимся возможность задавать дополнительные вопросы, которые они могут изучить. Но ОСТОРОЖНО: если вы попали на этот сайт, вам будет трудно уйти, если вы любите узнавать странные и невероятные вещи!

Эксплораториум

«Хотите свежих, увлекательных научных занятий, основанных на удивительных явлениях?» Посетите сайт «Научные закуски» на сайте Exploratorium — веселые практические занятия, которые заставят ваших учеников задуматься! Мне нравится изучать этот сайт в поисках интересных идей, связанных с NGSS.

Чудо науки

А вот и ЧУДЕСНЫЙ ресурс! Этот будет для меня идеальным вариантом! В «Чуде науки» есть множество тщательно отобранных идей, видеосвязи, примеров якорных диаграмм и возможностей оценки, организованных по стандарту. И весь веб-сайт как бы настроен в трехмерном виде, где вы можете исследовать DCI или научную практику, чтобы найти подходящие ресурсы для вашего класса.

Явления NGSS

Название говорит само за себя! Автор «Явлений NGSS» называет себя «чрезмерным хранителем» ресурсов NGSS.Введите свою тему в строку поиска «Явления для поиска» и найдите несколько интересных фотографий, которые можно просто использовать в качестве разговора, чтобы заинтересовать учащихся или которые могут послужить отличной идеей для оценки успеваемости.

Канал Veritasium на YouTube

Название Veritasium происходит от латинского veritas , что означает истина. На этом канале YouTube есть сотни видеороликов, в которых исследуются научные основы реальных явлений. Чтобы сконцентрировать внимание на вашей единице обучения, покажите короткие отрывки из одного из видеороликов и попросите учащихся написать множество вопросов, касающихся этого явления.Напишите их вопросы на плакате, затем просмотрите их и отметьте те, которые можно было бы изучить в классе.

Zooniverse

Хотите, чтобы ваши ученики увидели, как навыки сбора данных и наблюдения используются в реальном мире? Найдите проект, имеющий отношение к вашему текущему подразделению в Zooniverse! Этот веб-сайт каталогизирует проекты в области гражданской науки, осуществляемые по всему миру.

Преподавание инженерного дела

Если вы хотите включить в свое планирование больше инженерных стандартов, попробуйте поискать в учебной программе STEM или в перечнях уроков Maker Space на TeachEngineering! Это бесценный ресурс для планирования уроков и занятий через призму инженерии.

Канал Physics Girl на YouTube

Другой великий научный ютубер Дайанна Кауэрн исследует увлекательные аспекты физики на своем канале Physics Girl на YouTube. Соберите идеи для исследований, которые ваши ученики могли бы провести в вашем классе, чтобы найти ответы на конкретные явления, или покажите отрывки из видео Дайанны, чтобы закрепить ваш блок.

СК-12

Если у вас есть Google Classroom, то этот для вас! На веб-сайте cK12 есть множество идей для уроков и дополнительных ресурсов для достижения DCI в каждом стандарте NGSS.Вы можете назначать видео и задания для ваших учеников с этого веб-сайта прямо через Google Classroom.

Друзья науки

В

ScienceBuddies есть функция сортировки по теме и уровню обучения, а также хорошая коллекция планов уроков, согласованных с NGSS, и предлагаемых оценок успеваемости.

Обучающие средства PBS

Просмотрите стандарты, чтобы найти множество источников идей для обучения NGSS на PBS Learning Media. Вы можете найти видео других учителей, преподающих определенные темы, статьи, видеоклипы для общественных трансляций, проверенные веб-страницы и многое другое.

Консорциум Конкорд

Вау. Веб-сайт Concord Consortium — настоящая жемчужина, особенно если вы цените визуальные эффекты. Нажимайте кнопки, соответствующие области вашего научного контента, науке и инженерной практике, которые вы хотите практиковать, и сквозной концепции, которую вы хотите внедрить. Здесь есть отличные идеи.

eGFI

Ознакомьтесь с интересными идеями на веб-сайте eGFI (он спонсируется Американским обществом инженерного образования и расшифровывается как Engineering: Go For It! Здесь есть отличные планы уроков и проектные идеи.

Cool Green Science

Если вы преподаете науки о жизни, то в блоге Cool Green Science от The Nature Conservancy есть множество увлекательных постов, в которых подробно рассматриваются вопросы, связанные с дикой природой и биологией. Используйте этот блог для поиска вдохновения!

EnviroLink и среда обитания

Если вы ищете последние новости, относящиеся к теме, которую вы преподаете, проверьте заголовки на EnviroLink или Inhabitat. Многие новости отрезвляют, но некоторые обнадеживают … и все это происходит в нашем мире.

Пятница науки

У одной из моих любимых радиопрограмм есть веб-сайт, который является отличным ресурсом для поиска сногсшибательных примеров классной науки! Ознакомьтесь с коллекцией бесплатных статей на Science Friday! Я также предлагаю попробовать расширение Chrome Insert Learning, чтобы превратить статьи в потрясающие интерактивные уроки и разместить их в своем классе Google.

Пулитцеровский центр

Чтобы найти подлинные примеры научно обоснованных гуманитарных проблем, таких как качество воды, ядерные проблемы, изменение климата и загрязнение, посетите конструктор уроков в Пулитцеровском центре.Воспользуйтесь функцией расширенного поиска и выберите «наука».

Научный журнал

Если в вашем классе есть iPad или вы можете разрешить учащимся использовать свои смартфоны для сбора данных, ознакомьтесь с интересными экспериментами в Научном журнале. Вы можете попросить своих учеников отслеживать движение, уровень освещенности, частоту сердечных сокращений и многое другое! Они собирают информацию для построения графиков и анализа, и они могут делать выводы о соответствующих научных явлениях, лежащих в основе их эмпирических данных.

National Geographic

National Geographic давно похитил мое сердце, и он до сих пор работает в каждом выпуске.На веб-сайте также есть отличная коллекция уроков, которые помогут вашим ученикам познакомиться с реальными явлениями и событиями. Ищите в базе данных уроков по темам, чтобы найти интересные идеи!

Если вы нашли другие замечательные веб-ресурсы, пожалуйста, оставьте ссылки в разделе комментариев, чтобы поделиться ими!

(PDF) «Физика с улыбкой» — объяснение явлений с помощью стратегии качественного решения проблем

, что ученики девятого класса получили более высокие баллы по этому экзамену N3

, чем старшеклассники, специализирующиеся на физике

.

Анкеты отношения, введенные учащимся

вмятин после обучения, показывают, что студенты считали

, что стратегия, использованная в этом методе, помогла им в

анализе ситуаций и что они хотели бы изучать

других дисциплин в той же области. так, как они изучали физику.

Методика обучения была представлена ​​младшим

учителям естественных наук средней школы (n = 150) через производственные курсы

под названием «Кто боится физики?»

Учителя сообщают, что они приобрели уверенность в себе в

своей способности объяснять повседневные явления, изменили

свои взгляды на актуальность и интерес к физике

для учащихся и были готовы внедрить метод

в свои классы.

Резюме

Традиционно стратегии решения проблем в старшей школе

используются для решения количественных задач, а

не используются для задач, требующих построения объяснений или прогнозов. Качественные задачи, такие как

в FCI, рассматриваются как «одношаговые» задачи, которые не требуют использования стратегии. В нынешней статье

предполагается, что это предположение неоправданно

и что сочетание полезной концептуальной основы

работы с качественной стратегией решения проблем может

привести учеников девятого класса к впечатляющим достижениям

в объяснении. и прогнозирование явлений в сравнении с достижениями старшеклассников по

курсам физики.Кроме того, это расширение прав и возможностей

студентов и учителей привело к

положительным изменениям в отношении и уверенности. Мы предполагаем, что успех этого метода проистекает из нескольких факторов:

1. Концептуальная основа, которая делает упор на «подход sys-

tem» и использует концепцию взаимодействия.

2. Качественный подход, который не использует никаких математических инструментов

, но приводит к традиционному физическому описанию

(например, силовой диаграмме).

3. Характеристики стратегии и процедур:

• Визуальные представления: блок-схемы,

таблицы взаимодействия, силовые диаграммы.

• Разделение процесса решения проблем на

простых шага.

4. Задания, касающиеся аутентичных ситуаций, которые

знакомы и актуальны для учащихся.

5. Подход «физика с улыбкой», использующий

практических карточек с удобными рисунками (см. Рис.

1-2) и делает предмет физики менее опасным —

ing.

Этот подход уже применяется во многих

классах девятых классов в Израиле. Скромное начало

показывает, что обучение по этому методу в девятом классе

увеличивает количество учеников, выбирающих физику

в старших классах средней школы, и улучшает свои стандартные навыки решения проблем. Внедрение качественного подхода

в девятом классе может служить фундаментом

и основой для количественного анализа в

последующих годах.Этот подход также может быть интегрирован в

преподавания физики в старших классах средней школы до

, вводящего количественное решение задач.

Ссылки

1 Ричард Р. Хейк, «Интерактивное взаимодействие по сравнению с традиционными методами:

данных тестов по механике для вводных курсов физики, проведенный шестью тысячами студентов», Am.

J. Phys. 66, 64–74 (январь 1998 г.).

2 Джим Минстрелл, «Получение фактов прямо», Sci.Учить.

50, 52–54 (январь 1983 г.).

3. Эдвард Ф. Редиш, «Диагностика проблем студентов

с использованием результатов и метода повторного поиска по физике

», доклад, представленный на Международной конференции

по преподаванию физики, Гуйлинь, Китай (август 1999 г.) ).

4. Ибрагим Халлун и Дэвид Хестенес, «Начальное состояние знаний студентов-физиков

», Am. J.

Phys. 53, 1043–1055 (ноябрь 1985 г.).

5.Лиллиан К. Макдермотт, «Исследования концептуального понимания механики», Phys. Сегодня 37, 24–32 (

июля —

1984).

6. Ричард Н. Стейнберг и Мел С. Сабелла, «Эффективность

по диагностике с множественным выбором и дополнительному экзамену

задач», Phys. Учить. 35, 150–155 (март 1997 г.).

7. Сайт Physics First, http://members.aol.com/physicsfirst.

8. Сайт проекта 2061, http://www.project2061.org/default.

htm.

9. Кевин Пью, «Законы Ньютона за пределами классной комнаты

стен», Sci. Educ. 88 182–195 (март 2004 г.).

10. Лули Стерн и Эндрю Альгрен, «Анализ оценок учащихся

в материалах учебной программы JHS: нацеленность до

на критерии и стандарты», J. Res. Sci. Учить.

39, 889–910 (май 2002 г.).

11. Лу Тернер, «Системные схемы», Phys. Учить. 41, 404-408

162 УЧИТЕЛЬ ФИЗИКИ ◆ Vol. 45, март 2007 г.

4-й урок на 2020 год: что такое звук? (Физика)

Автор: Мери Ахонен, соучредитель LessonApp, учитель математики, химии и физики в младших классах средней школы, Нокиа, Финляндия.

Изучение физики помогает нам понимать окружающий мир. В финской учебной программе физика как отдельный предмет начинается в неполной средней школе, когда ученикам исполняется 13 лет. До этого физические явления изучались на уроках экологии, биологии и географии. В 7–9 классах учащиеся узнают основы звуков, света, температуры, механики, движения, взаимодействия, энергии, плотности, давления, электричества и магнетизма, а также узнают, что такое физика как отрасль науки.Студенты будут проводить множество научных экспериментов и узнают, как измерять, задавать вопросы и исследовать.

Этот урок был запланирован для 7-х классов (13 лет), которые только начали изучать физику. Перед этим уроком мы говорили и испытывали различные виды вибраций с маятниками, пружинами и симуляторами. Студенты узнали, что есть продольная и поперечная вибрация, какие особенности они имеют и как их идентифицировать. Студенты также знают, что такое частота и как ее рассчитать.Этот урок посвящен созданию звуков и пониманию того, что для каждого звука нужен вибратор.

1. Парное обсуждение (5 мин)

В качестве разминки попросите студентов поговорить со своим соседом о том, как они могут издавать звук. Дайте им пару минут, а потом соберите идеи вместе.

2. Научный эксперимент (40 мин)

Научный эксперимент: создание звуков
(25-30 минут для студентов для экспериментов и 10-15 минут для обсуждения результатов)

Студенты будут озвучивать различные предметы, наблюдать и делать записи о том, что они видят и слышат.Студенты могут работать парами или небольшими группами. У меня есть план рассадки студентов, и у каждого есть пара или небольшая группа для работы с каждым уроком. Раздайте ученикам выбранные вами предметы и помогайте им как можно меньше. Пусть они сами испробуют разные способы создания звука. Вот четыре примера предметов и способы их использования, если учащимся нужна помощь. Задайте им вопросы, чтобы помочь им наблюдать явления. Вы можете позволить ученикам попробовать все предметы сразу или пройти их по одному предмету за раз, в зависимости от спокойствия группы

  1. Линейка: поставьте линейку на край стола, на пару сантиметров снаружи.Выщипайте линейку пальцами. Измените длину, выходящую за пределы таблицы. Наблюдать. Прикоснитесь к линейке, чтобы заставить его замолчать, каково это? Делать заметки.
  2. Резинка: растяните резиновую ленту между пальцами. Сделайте это плотно или свободно. Сорви это. Попробуйте резиновые ленты разной толщины. Наблюдайте и делайте заметки.
  3. Пробирки: Возьмите 3-4 пробирки одинакового размера и штатив для пробирок. Наполните пробирки разным количеством воды. Дуйте в трубки. Что мы слышим? Вода или воздух? Наблюдайте и делайте заметки.
  4. Камертон: слегка ударьте камертоном по столу и поднесите к уху. Ударил чуть-чуть. Заглушите это пальцами. Наблюдайте и делайте заметки.

Если учащиеся знают, что означает частота, вы можете обсудить, какой элемент имеет самую высокую, а какой — самую низкую частоту.

После эксперимента обсудите каждый из пунктов вместе. Какие наблюдения были у студентов? Что они чувствовали и слышали? Покажите или направьте обсуждение к «ответам», которые вы можете прочитать из плана урока в LessonApp.

3. Обсуждение обучения (15 мин)

Теория от учителя: Надеюсь, учащиеся пришли к выводу во время эксперимента, но уточнить теорию в конце урока: Чтобы производить звук, нам нужно что-то, что вибрирует.

Обсудите вместе, что вибрирует в разных музыкальных инструментах или звукорежиссерах?

  • Гитара (струна), флейта (воздух), барабан (диафрамма)
  • Стук в дверь? (дверь)
  • Свист? (губы)
  • Петь или говорить? (голосовые связки)

Еще немного теории: Звуковые волны — это продольные волны.
-> Покажите картинку или симуляцию волн, движущихся в воздухе, если можете.
(поговорите со старшими учениками о продольных и поперечных волнах до или после этого урока)

4. Экстра

Если учащиеся были эффективны, а у вас осталось слишком много времени или для домашних заданий:

Спросите студентов и пройдите по:
1) Вы слышите звуки в пространстве? (Нет, нет воздуха или другого воздуха, который мог бы вибрировать)
2) Почему во время грозы вы видите свет раньше, чем слышите звук? (Свет распространяется быстрее звука, что ведет к следующему уроку: как быстро распространяется звук?)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.