«Методика и организация учебно-исследовательской и проектной деятельности учащихся в урочной и внеурочной деятельности»

Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышение квалификации специалистов) «Кузбасский региональный институт повышения квалификации и переподготовки работников образования»

Факультет повышения квалификации Кафедра естественно-научных и математических дисциплин.

Тема: «Методика и организация учебно-исследовательской и проектной деятельности учащихся в урочной и внеурочной деятельности».

Исполнитель:

Шматова Людмила Аркадьевна

учитель физики МБОУ ИСОШ № 1

Консультант:

Урванцева Лариса Дмитриевна

Итоговая работа выполнена на курсах повышения квалификации с 13.11.2013 г. по 29.11.2013 г.

Кемерово 2013 г

Содержание

Введение 3

Методика и организация учебно-исследовательской деятельности. 4

Проектная деятельность учащихся 10

Заключение 13

Литература 15

Приложения 16

Введение

Совершенствование системы среднего образования, переход на профильное обучение требует изменения организационных форм образовательного процесса, вариативности его содержания, внедрения новых образовательных технологий, подходов и методов. Профильное обучение призвано создать реальные возможности реализации личностно-ориентированного учебного процесса, при котором появляется перспектива выстраивания учеником индивидуальной образовательной траектории. Наиболее перспективным в данном направлении является компетентностный подход, формирующий у обучающихся способность работать с различными источниками информации, самостоятельно получать новые знания, применять их при решении различных задач.

Реализовать компетентностный подход можно по-разному. На мой взгляд, эффективным путем развития способностей к самостоятельному познанию является учебно-исследовательская деятельность школьников как необходимая составляющая учебного процесса в современной школе. В результате такой деятельности учащиеся овладевают умениями определять цели и задачи исследования, формулировать гипотезы, планировать и осуществлять необходимые эксперименты, обрабатывать и анализировать полученные результаты. В целом у них развивается исследовательский тип мышления, при этом необязательно, чтобы в ходе исследования было получено принципиально новое знание, достаточно, чтобы это было «маленькое» открытие для самого ученика. Именно на фундаменте этих умений и навыков формируются компетенции.

Методика и организация учебно-исследовательской деятельности.

Обучение учащихся способам получения знаний невозможно без развития мышления, умения планировать и алгоритмизировать собственную деятельность при решении поставленных учебных задач. На уроках физики особое внимание уделяется всем формам анализа, таким как анализ учебного текста, графика, таблицы, чертежа, формулы и т.д. Формируется умение формулировать прямое и обратное суждение, на основе которого можно получить новое знание. Школьники обучаются тому, как самостоятельно давать определения физическим понятиям, формулировать физические законы, выдвигать и проверять гипотезы, составлять алгоритмы решения задач, характеризовать явления и физические величины, устанавливать причинно-следственные связи. Все это способствует формированию умений работать с учебной информацией и ее использования по назначению.

Физика- это наука о природе, которая решает три важные задачи:1) обнаруживать явления; 2) исследовать явления; 3) объяснять их природу, а так же устанавливать определенные закономерности.

На уроке физики формируются исследовательские умения ребенка и закладываются основы научного познания.

Процесс научного познания длителен и трудоемок, его условно можно представить в виде следующих этапов:

экспериментальные факты – наблюдения- реальный эксперимент -модельный эксперимент –мысленный эксперимент –фиксирование результатов экспериментального уровня исследований – обобщение –использование известного науке теоретического знания –образа – формулирование гипотезы – экспериментальная проверка гипотезы – формулирование новых понятий – введение терминов – определение их значений – выведение закона – создание теории – проверка теории на опыте – принятие (по мере необходимости) новых гипотез.

Известны такие методы исследования как экспериментальный, теоретический и так называемые всеобщие (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, дедукция, аналогия, моделирование, классификация).

Все эти методы широко используются на уроках физики при проведении лабораторных работ, физических практикумов, экскурсий, во внеурочной деятельности.

Понятие «исследование» в обыденном употреблении трактуется как процесс выработки новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека. Исследование не предполагает создание какого-либо заранее планируемого продукта, даже его модели или прототипа. Исследование –процесс поиска неизвестного , новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека.

В научном исследовании главной целью является получение объективно нового результата, цель учебной исследовательской деятельности- приобретение навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитие способности к исследовательскому типу мышления, активизация личностной позиции на основе приобретения новых знаний. Под новыми знаниями нужно понимать самостоятельно получаемые знания, являющиеся новыми и личностно значимыми для конкретного человека. Учебная исследовательская деятельность связана с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере. В традициях науки принято, чтобы исследование проходило следующие основные этапы:

постановка проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научный комментарий, собственные выводы.

Особенностью ученической исследовательской работы является неопределенность результата, который могут дать исследования. Это творческая работа, выполненная с помощью корректной, с научной точки зрения, методики, позволяющая получить с помощью этой методики собственный экспериментальный материал, на основании которого делаются анализ и выводы о характере исследуемого явления.

Исследовательский метод обучения – организация обучения, при котором учащиеся ставятся в положение исследователя: самостоятельно выделяют и ставят проблему, находят методы ее решения, исходя из известных данных, делают выводы и обобщения, постигают ведущие понятия и идеи, а не получают их в готовом виде.

В зависимости от уровня сложности и подготовки школьников, можно выделить три уровня такого обучения:

1) Учитель ставит проблему и намечает методы ее решения;

2) Учитель ставит проблему, обучающиеся самостоятельно находят пути ее решения;

3) Обучающиеся самостоятельно формулируют проблему и предлагают методы ее решения.

Один из первых этапов обучения исследовательской деятельности весьма прост и не требует особой подготовки учителя. На этом этапе (включение в исследование) учитель формулирует вопросы с ориентацией на использование всеобщих исследовательских методов (табл.1)

Таблица 1

Традиционные вопросы

(ключевые слова)

Вопросы для включения в исследование (ключевые слова)

Назовите, расскажите, перечислите…

Сформулируйте, установите, соотнесите…

Расскажите, опишите…

Покажите взаимосвязь, суммируйте…

Продемонстрируйте, изложите по порядку, сравните…

Объясните смысл, объясните цель применения…

Перечислите причины…

Есть ли другие причины…

Найдите ответы на вопросы…

Что произойдет, если

Взвесьте возможности…

Выскажите критические замечания…

Придумайте другой вариант…

Объясните причины, классифицируйте…

На этапе приобщения к исследовательской деятельности используются различные категории вопросов, благодаря которым формируются мыслительные умения, высокого уровня (табл.2)

Таблица 2

Категория вопроса

Пример

Спекулятивная гипотеза

Что бы произошло, если бы исчезло трение?

Назовите причины

Почему до Ньютона никто не смог открыть закон всемирного тяготения?

Оценка

Каковы доводы «за» и «против» использования ядерной энергии?

Решение проблем

Как можно продлить срок службы электролампы?

Вопросы – прекрасный способ для осмысления новой темы, раскрытия ее содержания и формирования аналитического мышления школьника. Пример использования беседы на основе вопросов (табл.3)

Таблица3

Вопросы и комментарии учителя

Ответы ученика

Почему пробка плавает в воде?

Потому что ее плотность меньше, чем у воды

Хорошо. Когда воздух нагревает-

ся, он расширяется. Как должно повлиять расширение на плотность воздуха?

Плотность должна уменьшиться

Правильно. Тогда что должно произойти с теплым воздухом, если воздух вокруг-холодный? Вспомни, что происходит с пробкой когда вокруг нее вода?

Пробка плавает

Да, а что произойдет с теплым воздухом в холодном воздухе?

Он тоже будет «плавать»?!

Конечно! А почему?

Потому что теплый воздух менее плотный, чем холодный

Правильно! Итак, теплый воздух поднимается в холодном воздухе.

Можешь ли ты привести пример, когда это происходит?

Воздушный шар?

Да. Вот мы и говорим- «Теплый воздух поднимается вверх»

Ученик пошагово рассуждает сам в подходящем темпе, используя свои идеи, проводя теоретическое мини-исследование, проверяет его правильность с помощью учителя. Достигнутый успех обеспечивает положительную мотивацию, помогает сконструировать собственное понимание и установить логические связи. Подобный диалог можно проводить фронтально, в малых группах и индивидуально [3].

Однако при использовании различных организационных форм обучения следует руководствоваться общими правилами, как необходимым основанием для формирования умения школьника проводить исследование. Эти основания одинаково важны как для учителя, так и для школьника.

Исследовательская работа учащегося должна демонстрировать соответствующие знания и умения в области конкретных изучаемых предметов, умение работать с первоисточниками, использовать различные методы исследования, способность к систематизации и структурированию полученного материала, умение обобщать, делать выводы, сопоставлять различные умозаключения, давать оценку событиям и явлениям. Ученическое исследование проводится по общей схеме научного исследования и может быть представлено следующими этапами:

выделение и постановка проблемы (выбор темы исследования). Обоснование актуальности выбранной темы;
постановка цели и конкретных задач исследования;
определение объекта и предмета исследования;
выдвижение гипотез;
выбор метода (методики) проведения исследования;
поиск и предложение возможных вариантов решения проблемы;
сбор материала, обобщение полученных данных;
описание процесса исследования;
обсуждение результатов исследования;

10) формулирование выводов и оценка полученных результатов.

Приступая к исследованию, учащийся должен видеть свои действия в перспективе, мысленно представлять всю работу.

Педагогу, для того чтобы действовать эффективно, надо помнить такие правила:

-всегда подходить к проведению этой работы творчески;

-учить школьников действовать самостоятельно, независимо, избегать прямых инструкций;

-поддерживать разумную инициативу;

-не спешить с вынесением оценочных суждений;

-формировать умение управлять процессом усвоения знаний;

-ориентировать на собственные наблюдения и эксперименты;

-учить прослеживать связи между различными явлениями и событиями;

-помогать формировать навыки самостоятельного решения проблем исследования.

Проектная деятельность учащихся

В примерной программе основного общего образования по физике отмечается, что развитию творческих познавательных способностей учащихся, формированию умений применять полученные знания на практике способствует процесс самостоятельного познания мира, а не процесс передачи готовых знаний[4]. Поэтому при организации самостоятельной работы учащихся надо использовать такие формы организации учебной деятельности, как индивидуальное или групповое проектирование. Под проектной деятельностью понимается любая социально значимая организованная деятельность обучающихся, опирающаяся на их индивидуальные интересы и предпочтения, направленная на достижения реальной, личностно значимой, достижимой цели, имеющая план и критерии оценки результата, поддержанная культурой деятельности обучающихся, традициями, ценностями , освоенными нормами и образцами.

Эмоциональное переживание процесса открытия является прочным фундаментом мотивации к изучению физики, активирующим сам процесс умственной деятельности школьника.

При организации проектной деятельности лучше ориентироваться на уже используемую в широкой педагогической практике типологию проектов, например предложенную Е.С. Полат по следующим критериям:

- преобладающему виду деятельности (информационный (поисковый), исследовательский, творческий, социальный, игровой (ролевой), инновационный (предполагающий организационно-экономический механизм внедрения);

- содержанию (монопредметный, метапредметный, относящийся к области знаний (нескольким областям), относящийся к области деятельности пр.);

-количеству участников (индивидуальный, парный, групповой);

-длительности ( продолжительности) проекта;

-дидактической цели (обеспечение индивидуализации и дифференциации обучения, поддержка мотивации в обучении, реализация потенциала личности пр.)

При выполнении проекта (исследования) должны учитываться следующие требования к его реализации:

-проект или учебное исследование должны быть выполнимыми и соответствовать возрасту, способностям и возможностям обучающегося;

-для выполнения проекта должны быть созданы условия- информационные ресурсы, мастерские, школьные научные общества;

-обучающиеся должны быть подготовлены к выполнению проектов и учебных исследований как в части ориентации при выборе темы проекта или учебного исследования, так и в части конкретных приемов, технологий и методов, необходимых для успешной реализации выбранного вида проекта;

-необходимо обеспечить педагогическое сопровождение проекта как в отношении выбора темы и содержания (научное руководство), так и в отношении собственно работы и используемых методов (методическое руководство);

-необходимо наличие простой и обоснованной критериальной системы оценки итогового результата работы по проекту;

-результаты и продукты проектной или исследовательской деятельности должны быть презентованы, получить оценку и признание достижений в форме конкурсной защиты.

Одним из эффективных способов постановки проблемы учебного исследования является ее презентация на уроке физики. Это не нарушает учебный процесс если:

проблема исследовательского проекта близка тематике урока с тем, чтобы явиться органической частью его содержания;
ознакомление с проблемой будущего исследования способно вызвать повышенный интерес учащихся;
презентация сопровождается яркой демонстрацией физического явления, которое относится к изучаемому на уроке материалу и будет исследоваться школьниками во внеурочной деятельности;
решение проблемы исследовательского проекта находится в зоне ближайшего развития учащихся.

Источником первых научных открытий могут стать простые исследования, которые можно провести в домашних условиях. На первых этапах такую работу целесообразно связать с формированием умения наблюдать физические явления, формулировать гипотезы, проводить физический эксперимент, анализировать его результаты, разрабатывать модели физических явлений.

На самых первых уроках в 7 классе учитель может создать ситуацию, вызывающую восхищение, удивление, желание узнать, почему так происходит. Например, продемонстрировать кипение воды в бумажной коробочке, или «втягивание» вареного яйца внутрь молочной бутылки с достаточно узким горлышком. По мере изучения предмета можно возвратиться и к детским «почему?», предложив обучающимся провести собственную исследовательскую работу, например, провести исследование для ответа на вопрос: «Почему летают самолеты?».

Заключение

Таким образом, при формировании основных направлений учебно-исследовательской и проектной деятельности необходимо учитывать несколько факторов

-для достижения образовательного эффекта учебно-исследовательская и проектная деятельность учащихся должны друг друга дополнять. При этом особенностью учебно-исследовательской деятельности является ее связь с проектной деятельностью обучающихся. Так, одним из видов учебных проектов является исследовательский проект, где при сохранении всех черт проектной деятельности одним из ее компонентов выступает исследование.

-организация учебно-исследовательских и проектных работ школьников должна обеспечивать сочетание различных видов познавательной деятельности. В этих видах деятельности могут быть востребованы практически любые способности подростков, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности.

-важно взаимопроникновение этих видов деятельности в учебную деятельность.

-многообразие форм учебно-исследовательской деятельности позволяет обеспечить подлинную интеграцию урочной и внеурочной деятельности обучающихся по развитию у них УУД. Стержнем этой интеграции является системно-деятельностный подход как принцип организации образовательного процесса в основной школе.

-содержание и организация работы по формированию основ учебно-исследовательской и проектной деятельности могут рассматриваться в рамках дополнительного образования и взаимодействия с организациями –партнерами (ресурсные центры, научные организации и т.п.)

Свои первые шаги в физическую науку дети совершают гораздо раньше, чем начинают изучать физику в школе, задавая многочисленные «почему?». Например: почему небо голубое? Почему предмет, выпущенный из рук, всегда падает вниз? Почему горит электрическая лампочка? Почему корабль не тонет? Почему летают самолеты? и т.п.

Великий физик Луи де Бройль писал: «Знания – дети удивления и любопытства». Оказывается, что для достижения успеха в исследовательской деятельности необходимо постоянно испытывать эмоции удивления, переживания неизведанности и таинственности окружающего мира

Приобщая школьников к исследованиям, учитель должен помнить, что первые шаги в физическую науку – это умение находить необычное в обычных физических явлениях, придумывать новое, проводить собственное исследование явления, процесса и т.д.

В период подготовки и проведения исследования, а так же написания работы ученик должен не только закреплять и расширять свои теоретические знания, но и всесторонне и глубоко изучать узкую область науки, связанную с избранной им темой исследования, развивать качества и приобретать навыки, необходимые для проведения самостоятельной исследовательской деятельности.

Знаменитый исследователь М. Складовская-Кюри утверждала: «Ученый у себя в лаборатории не просто техник: это ребенок лицом к лицу с явлениями природы, действующими на него как волшебная сказка…» Вот используя это «волшебство» и последовательно формируя исследовательские умения школьника, мы создаем крепкий научный потенциал страны.

Литература

Хуторский А.В., Хуторская Л.Н., Маслов И.С. Как стать ученым: занятия по физике со старшеклассниками.-М.: « Глобус», 2008.
Словарь по образованию и педагогике / В.М. Полонский. – М.: Высшая школа, 2004.
Пети Дж. Современное обучение. Практическое руководство / Пер. с англ. П. Кириллова.-М.: Ломоносовъ, 2010.
Примерные программы основного общего образования. Физика. Естествознание.- М.: Просвещение, 2009, с.37.
Популярная механика.-№1-2010.
Популярная механика-№9-2011.

Приложения

Приложение №1

МБОУ Ижморская средняя общеобразовательная школа № 1

Исследовательская работа по теме

«Электрическое сопротивление человеческого тела»

Выполнил: ученик 11 «а» класса

Новоженников Владислав Сергеевич

Руководитель: Шматова Людмила Аркадьевна

учитель физики МБОУ ИСОШ №1

2012г.

Цель: выяснить, чем определяется электрическое сопротивление человеческого тела.

Задачи:

1.Узнать что такое электрический ток.

2. Выяснить воздействие электрического тока на человеческий организм.

3. Определить сопротивление разных участков человеческого тела.

4. Ознакомиться с мерами безопасности при работе с током.

Обоснование возникшей проблемы

При выборе темы работы, я долго думал над тем, какую тему лучше выбрать, и выбрал наиболее актуальную. Так как электричество окружает нас повсюду, но мало кто может определенно и точно сказать, что такое электричество. Какое напряжение опасно для человека, может ли он устоять после «удара током» и почему, если может. Все эти вопросы мне стали интересны и поэтому, я выбрал данную тему.

Что такое электричество?

Из курса физики и химии, мы помним, что в планетарной модели строения атома, в центре находится положительно заряжённое ядро, а вокруг него вращаются отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между такими частицами называется электромагнитными. А интенсивность этого взаимодействия определяется электрическим зарядом – Кулоном, который обозначается q. 1 Кулон – это такой электрический заряд который, проходя через поперечное сечение проводника за 1с, создаёт в нём ток силой 1А. Способность электрических зарядов к взаимному притяжению и взаимному отталкиванию объясняется существованием положительных зарядов (протонов) и отрицательных зарядов (электронов). Никогда и нигде в природе не возникает электрический заряд одного знака. Появление и исчезновение электрических зарядов в телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц – электронов – от одних тел к другим, ведь и само электричество по определению – упорядоченное движение заряженных частиц. Так вот, для того чтобы ток проходил по замкнутой цепи, необходимо, чтобы в источнике тока зарядам сообщалась дополнительная энергия, она берётся за счёт работы по перемещению зарядов, которую производят силы неэлектрического происхождения (сторонние силы) против сил электрического поля. Такой источник тока характеризуется энергетической характеристикой ЭДС (электродвижущая сила источника).

В 1831 г. Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции. Он установил, что при изменении магнитного поля внутри замкнутого контура в нём возникает электрический ток, который называют индукционным. Делал он это весьма просто, в катушку, замкнутую гальванометром, он вносил и выносил магнит, в результате у него и возникал индукционный ток. А вот объяснить данное явление смог уже Максвелл: «любое переменное магнитное поле, всегда порождает переменное электрическое поле».

По этому принципу сделаны генераторы переменного тока, в которых неподвижная часть машины – статор, представляет собой полярный магнит, а внутри него вращается ротор, обмотанный медной проволокой. Такое вращение ротора приводит к постоянной смене полярности, и электроны в проволоке приходят в движение. Так возникает переменный электрический ток. Существуют генераторы переменного и постоянного тока, но т.к. мы в большей степени «встречаемся» с переменным током, поэтому речь дальше пойдёт именно о нём

Что же происходит с человеком во время поражения электрическим током?

Все мы знаем, что электричество способно как лечить, так и губить человека. И все мы с детства приучены, что не следует лезть в розетку пальцами, браться руками за оголённый провод и т.д. Возникает вопрос: Что это за сила такая? И что происходит с организмом, когда через него проходит ток? Начнём по порядку.

Электричество, действительно, мощный вид энергии. Достаточно вспомнить электровозы на железной дороге и представить себе массу груза, который они перевозят за счёт работы электродвигателей, где вместо горючей смеси используется ток. Или же, вспомним летнюю грозу, где от разряда между тучами «содрогается» всё небо. Кстати, о грозах, в воздушном океане планеты происходит примерно сто электрических разрядов в секунду. То есть получается, что на Земле постоянно циркулируют заряды, среднее значение силы тока между землёй и небом примерно 1500А, ( именно поэтому батарейки и разряжаются). Но вернёмся к живому организму. Для него опасно то электричество, которое пройдёт через его организм, а именно если оно пройдёт через сердце, это вызовет фибрилляцию сердца. Фибрилляция – состояние сердца, при котором отдельные группы мышечных волокон сердечной мышцы сокращаются разрозненно и нескоординировано, вследствие чего сердце теряет способность совершать согласованные сокращения, что приводит к неэффективности работы этого органа.

Хотя и кровоснабжение, и дыхание представляют собой единое целое, представляют собой «замкнутую систему автоматического регулирования», человек оказывается в электрической цепи, происходит поглощение электрической энергии. Функции обычно четко действующего блока нарушаются. Выход из строя хотя бы одного элемента общего функционального блока нарушает систему автоматического регулирования важной из жизнеобеспечивающих систем – системы кровообращения. В какой бы системе не произошло нарушение, «замыкание» происходит на сердце, нарушается его необходимая насосная функция, прекращается сердцебиение, наступает смерть.

Работа всех сложных систем, начиная электрической и заканчивая биологической, подчинена определённому ритму. И любая травма, в том числе и электротравмы, вызывает нарушение ритма биологических процессов, которые строго взаимосвязаны преобразованием энергии во времени. Некоторые процессы синхронны, некоторые синфазны, некоторые находятся в противофазе, при этом органы и ткани взаимно регулируемы, но при прохождении через человека электрического тока, эти ритмы сбиваются, а результат один – остановка сердца!

Факторы, поражающие жизнеспособность человека.

.Поражение электричеством может иметь место в следующих формах:

Остановка сердца или дыхания при прохождении электрического тока через тело;
Ожог,
Механическая травма из-за сокращения мышц под действием тока;
Ослепление электрической дугой.

Смерть обычно наступает из-за остановки сердца, или дыхания, или того и

другого.

Переменный и постоянный токи опасны почти в одинаковой степени.

Под действием постоянного тока сокращаются мышцы тела. Если индивидуум взялся за находящуюся под напряжением часть оборудования, он, возможно, не сумеет оторваться без посторонней помощи. Более того, его, возможно, будет притягивать к опасному месту. Под действием переменного тока мышцы периодически сокращаются с частотой тока, но пауза между сокращениями бывает недостаточной, чтобы освободиться.

Повреждения от электрического тока определяются силой тока и длительностью его воздействия. Чем меньше сопротивление человеческого тела, тем выше ток. Сопротивление уменьшается под действием следующих факторов:

1) высокое напряжение;

2) влажность кожи (потение ладоней — большой риск!);

3) длительное время воздействия;

4) понижение парциального давления кислорода в воздухе: в горах,

в плохо проветриваемых помещениях человек становится

существенно более уязвим;

5) повышение содержания углекислого газа в воздухе;

6) высокая температура воздуха;

7) беспечность, психическая неподготовленность к возможному

электрическому удару: настолько своеобразно устроен

человеческий организм, что интеллект может управлять

сопротивлением тела.

8) Состояние алкогольного опьянения. Чем больше степень опьянения, тем больше возможности поражения. Имеется в виду, не только то, что человек в нетрезвом виде, способен дотронутся до оголённого провода, в этом плане, конечно тоже риск возрастает, но дело в том, что само сопротивление кожного покрова падает. Вероятно, опять же из-за состояния беспечности.

9) Пол. Также играет важную роль. Ведь известно, что у мужчин кожа грубее и немного толще, нежели у женщин, именно поэтому у женщин риск поражения повышается.

Опасные напряжения, токи, частоты.

Имеются многочисленные примеры смертельных случаев от поражения электрическим током с напряжением 65, 36 и 12 Вольт. Есть случаи смертельного поражения при напряжении менее 4 Вольт или же, наоборот, при напряжении 10 000 Вольт люди продолжали жить, здесь нужно учитывать силу тока. Установлено, что человек начинает чувствовать воздействие тока силой от 0,001 Ампер, токи в 0,01-0,05 Ампер уже являются опасными, а ток выше 0,05 Ампер может привести к смерти. Также степень опасности поражения человека определяется частотой тока.

Наиболее опасен ток частотой 50 Гц. С увеличением частоты переменного тока уменьшается опасность поражения человека. Уменьшение степени опасности поражения человека начинается при частоте тока 1000 Гц и выше, а ток высокой частоты (200000 Гц и выше) хотя и безопасен в отношении электрического удара, но может причинить ожоги. Переменный ток частотой 50-60 Гц в 4-5 раз опаснее постоянного. По некоторым данным, частота переменного тока 50 Гц наиболее вредная для человеческого организма. То есть, использование в

различных устройствах тока, частотой 400 Гц предпочтительнее, хотя бы из соображений безопасности. Так как, при низкой частоте происходит смещение ионов (50-100 Гц). Смещения ионов достаточны, чтобы вызвать изменения их концентрации по обе стороны клеточной мембраны, сопровождающиеся раздражающим действием на клетку. При средних частотах (100-5000 Гц) раздражающее действие уменьшается. При высоких частотах (порядка сотен кГц) смещение ионов становится настолько малым и соизмеримым со смещением при тепловом движении, что уже не вызывают заметного изменения их концентраций и не оказывают раздражающего действия

Очень сильно влияет, как уже говорилось выше, внутреннее состояние человека, а именно его подготовленность к «возможному удару» электрическим током. Об этом феномене писал Еллинек в 20-х годах прошлого столетия в своей книге «Несчастные случаи электричества»: «Главная особенность электротравмы в том, что напряжение нашего внимания, наша твёрдая воля, в состоянии ослабить действие электрического тока, а иногда и совершенно его уничтожить…Действительно, тот, кто слышал выстрел, не видя стреляющего, может погибнуть от внезапного наступившего шока, кто смотрит на стреляющего или же сам стреляет, шоку не подвержен». Еллинек провёл ряд опытов на кошках. На животном закрепляли электроды с проводами, идущими к источнику напряжения, затем в течение долгого времени, животное привыкало к проводам, после чего подавали напряжение. Животное погибало мгновенно при 120-220 В. Животное же, закреплённое за спину или подвешенное на специальных лентах-ремнях за туловище, в момент подачи такого же напряжения, не погибало. Объясняется это тем, что во втором случае животное оказывалось в состоянии стресса, когда внимание усиливает кровоснабжение центральной нервной системы, увеличивает потребление кислорода, что в свою очередь приводит к увеличению числа зарядоносителей в процессах биохимических реакций обмена веществ. Расстроить биосистему автоматического регулирования при усиленном кровоснабжении нервной системы, конечно, труднее. Однако, роль фактора внимания не находит достаточного отражения в защитных мероприятиях электробезопасности, но вероятно со временем все эти тайны станут раскрыты…

Сопротивление разных участков тела.

Любое тело имеет своё электрическое сопротивление, одни тела хорошо проводят ток, а другие, наоборот - диэлектрики. Так вот, человек также проводит электричество. В среднем, электрическое сопротивление кожного покрова равно примерно 670,8 кОм! Таким образом, природа решила защитить человека от внешних воздействий, но, к сожалению, этого не достаточно.…Наиболее чувствительные участки это - тыльная сторона кисти, шея, висок, спина, плечо. Теперь поговорим, откуда у человека такое большое сопротивление, ведь он на 75% состоит из воды, а значит должен хорошо пропускать ток.

Всё дело в коже. Всё знают из курса биологии, что наша кожа состоит из двух слоев: внешнего (эпидермис) и внутреннего (дерма). Наружный слой (эпидермис) состоит из нескольких слоёв: роговой и ростковый. Первый, представляет собой множество рядов отмерших и ороговевших клеток. В чистом и сухом виде этот слой можно характеризовать как диэлектрик (он имеет очень большое электрическое сопротивление). А вот следующий слой уже имеет большую проводимость, из-за того, что он намного тоньше предыдущего слоя.

Внутренний слой (дерма) имеет малое сопротивление. Но получается, что вся кожа представляет собой ряд последовательно включённых резисторов. Следует заметить, что наружное сопротивление человека обладает не только активным сопротивлением, но ещё и ёмкостным, поскольку в самом месте контактирования электродов с человеческим телом образовывается некое подобие конденсатора, в роле обкладок которого являются сами электроды и ткани тела человека, хорошо проводящие электрический ток, что находятся под наружным слоем кожи, ну, а диэлектриком (изолятором между обкладками) в данном случае будет выступать наружный слой кожи (эпидермис).

Ёмкостная составляющая, присутствующая в сопротивлении человека обуславливает влияние, как рода электрического тока, так и его частоты на общую величину сопротивления тела. При частоте 10 - 20 кГц и свыше можно утверждать, что поверхностный слой кожи почти полностью утрачивает своё сопротивление, и общее сопротивление человека в данном случае будет состоять лишь из внутреннего сопротивления тела (сопротивление дермы и внутренних тканей).

Электропроводность кожи, через которую проходит главным образом по каналам потовых и отчасти сальных желез, зависит от состояния её поверхностного слоя. Тонкая и особенно влажная кожа, а также с поврежденным наружным слоем эпидермиса хорошо проводит ток. Наоборот же, сухая огрубевшая кожа плохой проводник.

Сыворотка крови, по сравнению с кожным покровом, хорошо проводит ток, именно поэтому, после того как мы потрём руки, наше сопротивление в области рук, заметно снизится.

Я решил провести эксперимент, измерить с помощью омметра сопротивление своего тела и выяснить , что влияет на его значение.

Rл – сопротивление от тыльной стороны кисти до ладони

Rлн – сопротивление от ноги до ладони

Rлл – сопротивление от ладони правой руки до ладони левой руки.

R1 – после того как потёрли руки.

R - После того как намочили руки водой.

Проанализировав данные, полученные в результате исследований, я понял, что наименьшую электропроводность имеет ладонь одной руки, без повреждения и полностью сухая. Объясняется это скорее всего тем, что площадь контакта минимальная, чего не скажешь о сопротивлении от ладони к ладони. Здесь ток проходит минимальное расстояние, и площадь контакта наибольшая, а из формулы R= следует, что на этом участке сопротивление будет наименьшее, а ток наибольший.

Теперь попробую объяснить, почему же нельзя браться за провода мокрыми руками, даже с изоляцией. Дело в том, что немного воды может просочиться сквозь изоляцию к оголенному проводу. Вода хороший проводник. Между проводом и рукой появится участок, проводящий электроны. Таким образом, рука будет включена в электрическую сеть .

По словам доктора Марианны О'Донохью, профессора дерматологии Чикагского медицинского университета Rush, когда мы погружаемся в ванну, верхний слой кожи впитывает много воды. Нижний слой не способен увеличиваться, поэтому верхний вынужден сморщиваться, образуя складки. Это явление, думаю, многие наблюдали. А раз верхний слой кожи, впитал в себя воду(а вода хороший проводник тока), значит сопротивление составляет лишь внутренний слой и значит это уже становится намного опаснее для человека. По данным из таблицы, это хорошо заметно, где сопротивление мокрых ладоней, ничтожно мало.

Меры безопасности при работе с током

перед началом ремонтных работ, связанных с опасностью получить удар электрическим током, следует выключить групповой автомат на щитке в квартире или на лестничной площадке;

надо разместить на электрощите на лестничной площадке предупреждающую табличку, иначе сосед может случайно включить электричество в самый неподходящий момент;

перед тем как приступить к работам, с помощью индикаторной отвертки нужно удостовериться в действительном отсутствии электричества в сети;

предохранители (пробки), которые сейчас в строительстве не используют, еще установлены в некоторых домах, поэтому следует помнить, что заменяют их только при перегорании. Кустарный ремонт в виде установки проволочек («жучков») может привести к пожару;

главным условием безопасного использования электроэнергии в быту является хорошее состояние изоляции, электротехники, предохранительных щитков, переключателей, розеток, ламповых патронов, светильников, шнуров. Изоляцию следует регулярно проверять и обновлять при необходимости. Чтобы не повредить ее, не рекомендуется подвешивать провода на гвозди, железные и деревянные предметы, перекручивать их, размещать за газовыми и водосточными трубами, радиаторами, использовать в качестве вешалки, вытаскивать вилку из розетки за шнур, покрывать их краской и белить, укладывать на работающие светильники. Нельзя использовать светильники с поврежденными вилкой, проводом или выключателем;

покидая квартиру, не забудьте выключить свет и электроприборы, поскольку так не только экономится электричество, но и существенно уменьшается риск возникновения пожара;

не следует пользоваться переносными светильниками в ванной комнате. Покупая светильник для нее, нужно внимательно прочитать инструкцию, поскольку есть светильники для сырых помещений, в конструкции которых использованы специальные элементы, чтобы сделать их безопасными;

наиболее внимательно надо подойти к вопросу электробезопасности в помещениях, где обычно находятся дети;

мощность лампочки в светильнике должна соответствовать допустимому для него пределу. В результате нарушения теплового режима могут произойти короткое замыкание и, как следствие, пожар;

не рекомендуется мыть включенные осветительные приборы и электролампы - это опасно;

поскольку проводка в квартире, как правило, скрытая, нельзя произвольно сверлить отверстия и забивать гвозди. Если вы не уверены в том, что в данной зоне не проходят какие-либо провода, используйте особую электродрель с двойной изоляцией;