ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ РАБОТЫ УЧИТЕЛЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ РАБОТЫ УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ ПО
АКТИВИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПУТЕМ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Тимченко И.И.
Новокузнецкий филиал-институт Кемеровского государственного университета,
г. Новокузнецк, Россия
[email protected]
Главная задача сегодняшнего дня в образовании - вооружая знаниями
обучающегося, воспитать интеллектуально развитую личность, стремящуюся к
познанию. В связи с этим современные требования к уроку ставят перед учителем
задачу планомерного развития личности путём включения в активную учебнопознавательную деятельность.
Познавательный интерес – избирательная направленность личности на предметы
и явления окружающие действительность. Эта направленность характеризуется
постоянным стремлением к познанию, к новым, более полным и глубоким знаниям.
Систематически укрепляясь и развиваясь, познавательный интерес становится основой
положительного отношения к учению. Познавательный интерес носит поисковый
характер. Под его влиянием у человека постоянно возникают вопросы, ответы на
которые он сам постоянно и активно ищет. При этом поисковая деятельность
школьником совершается с увлечением, он испытывает эмоциональный подъем,
радость от удачи. Познавательный интерес положительно влияет не только на процесс
и результат деятельности, но и на протекание психических процессов - мышления,
воображения, памяти, внимания, которые под влиянием познавательного интереса
приобретают особую активность и направленность.
Таким образом, познавательный интерес - сильное мотивационное средство
обучения. И огромную роль в его формировании играет учебный физический
эксперимент, который является одновременно источником знаний, методом обучения и
средством активизации познавательной творческой деятельности учащихся.
1.1. Методика обучения учащихся экспериментальной деятельности
Суть методики организации экспериментальной деятельности учащихся
заключается в следующем:
выделяются основные операции и действия, не зависящие от частных
особенностей материала;
определяется логическая последовательность их выполнения; на этой основе
вырабатывается (совместно с учащимися) алгоритм работы;
обосновывается необходимость умения выполнять четко, осознанно каждую
операцию.
На начальном этапе у учеников вырабатывается умение уверенно и грамотно
выполнять отдельные операции, а затем рассматривается наиболее рациональная
последовательность выполнения операций в процессе экспериментирования.
В первую очередь учащиеся учатся наблюдать, пользоваться лабораторным
оборудованием (приборами и материалами, штативами и принадлежностями к ним,
источниками энергии, подставками, подъемными столиками, пробирками и т.д.),
соблюдать правила техники безопасности.
Далее идет обучение выполнению измерений, включающих чтение шкал
приборов, определение цены деления шкалы прибора, его нижнего и верхнего пределов
измерения, отсчет и правильную запись показаний прибора, определение погрешности
измерения.
Одновременно отрабатывается умение правильно фиксировать результаты
наблюдений и измерений различными способами (рисунки, таблицы, графики,
фотографии, видеозапись).
При проведении эксперимента воспроизводится не только физическое явление,
но и выясняется взаимосвязь и зависимость протекания явления от изменения условий
в данном эксперименте.
Так поэтапно, при выполнении экспериментов учащиеся усваивают структуру
деятельности по выполнению работы.
1.2. Структура деятельности учащихся по выполнению эксперимента
Проведение физического эксперимента обучающимися на любом этапе
образования рекомендуется по следующему плану:
1. Формулировка цели выполнения эксперимента.
2. Построение гипотезы, которую можно было бы положить в основу
выполнения эксперимента.
3. Определение условий, которые необходимо создать для того, чтобы проверить
правильность гипотезы.
4. Определение необходимых для проведения эксперимента приборов и
материалов.
5. Моделирование хода эксперимента (определение последовательности
операций, из которых слагается деятельность по его выполнению).
6. Выбор рациональных способов фиксирования информации, которую
предполагается получить в ходе эксперимента.
7. Непосредственное выполнение эксперимента, включающего наблюдения,
измерения и фиксирование получаемой при этом информации (зарисовка, запись
результатов измерений и т.д.)
8. Математическая обработка результатов измерений.
9. Анализ полученных данных.
10. Формулировка выводов из проведённой экспериментальной работы.
Приведенный план деятельности по выполнению эксперимента является общим
для всех опытов в курсе обучения физики. Лишь в 7 классе план деятельности по
выполнению эксперимента даётся в сокращенном виде, а затем расширяется по мере
овладения умением выполнять все более сложные операции, в него включаются такие
пункты, как построение гипотезы, моделирование хода выполнения эксперимента,
определение необходимых для этого приборов и материалов и т.д.
Пример эксперимента.
В 7 классе перед изучением понятия «скорость» учащимся предлагают
пронаблюдать за движением стеаринового, пластилинового и свинцового шариков в
стеклянных трубках с водой (внутренний диаметр 7—8 мм, длина свыше 200 мм). При
выполнении задания учащиеся руководствуются указаниями, которые им даются либо
в письменном виде, либо устно (в этом случае каждое следующее задание предлагается
после выполнения предыдущего).
План проведения эксперимента:
1. Расположите одновременно трубки с пластилиновым и свинцовым шариками
вертикально так, чтобы в начальный момент времени шарики оказались в верхней
точке. Наблюдайте за движением шариков. Опыт проделайте несколько раз.
2. Ответьте на вопросы:
Чем отличаются движения шариков?
Какой из шариков движется быстрее? Какой медленнее?
3. Одновременно расположите трубки с пластилиновым и стеариновым
шариками вертикально так, чтобы пластилиновый шарик оказался вверху, а
стеариновый внизу. Сравните движения шариков.
4. Ответьте на вопросы:
Чем отличаются движения шариков?
Какой из шариков движется быстрее? Какой медленнее?
Чем отличаются движения шариков в первом и во втором опытах?
Какой из шариков движется быстрее — стеариновый или свинцовый?
Какой из трех шариков самый быстрый? Самый медленный?
Ответы на четвертый и пятый вопросы еще раз проверьте опытом.
В результате выполнения эксперимента и анализа проведённых опытов на
основе сравнения учащиеся подходят к пониманию понятия «скорость».
1.3. Основные требования к организации экспериментальной работы
Экспериментальная работа учащихся на уроке должна удовлетворять
нескольким требованиям. Эксперимент должен быть:
связан с основным содержанием занятия;
интересным для школьников;
доступным для понимания в постановке проблемы и полученных результатов;
безопасным для жизни и здоровья детей.
1.4. Формирование универсальных учебных действий при проведении
экспериментальной работы
Особое внимание на уроках по физическому экспериментированию уделяется
постановке проблемы, анализу условий проведения опыта и обучению
формулированию выводов из результатов эксперимента, т.е. формированию
универсальных учебных действий. Эта работа даётся учащимся нелегко. Поэтому перед
выполнением каждого опыта необходимо убедиться, что все учащиеся понимают цель
опыта, представляют себе возможные варианты его результатов и могут
сформулировать выводы, которые можно будет сделать из полученных результатов.
До проведения эксперимента необходимо подвести учащихся к выводу о том,
что существует проблема, которая может быть разрешена только опытным путем.
Потом совместно спланировать и выполнить эксперимент, результаты которого могут
дать решение этой проблемы. После выполнения эксперимента в форме
самостоятельного опыта проводится коллективное обсуждение его результатов, и
формулируются выводы.
Рассмотрим конкретный пример эксперимента, который проводится на уроке,
когда происходит ознакомление с понятиями «физическое явление», «наблюдение»,
«проблема», «гипотеза», «опыт».
Тема: «Падение тел на Землю».
Для обеспечения возможности самостоятельных опытов по наблюдению
одновременного падения двух монет, маленькой и большой, заготавливается набор
монет на класс. После выполнения самостоятельных опытов учащиеся делают вывод:
заметить разницу во времени падения маленькой и большой монет не удается. Но
учитель говорит, что нельзя быть уверенным и в том, что монеты падают
одновременно, так как время их падения очень мало. После этого следует рассказ об
опыте Галилея, который для увеличения времени падения тел наблюдал падение двух
шаров с высокой наклонной «падающей» башни в г. Пизе. Один из шаров был в 200 раз
тяжелее другого. Опыт показал, что тяжелый и легкий шары достигают поверхности
Земли одновременно. Начиная с этих и других опытов Галилея, основным методом
проверки гипотез в физике стал экспериментальный метод.
И теперь целесообразно провести
эксперимент с использованием «трубки
Ньютона». Показав стеклянную трубку с находящимися в ней кусочком свинца и
птичьим пером, задаем вопрос: «Если быстро перевернуть эту трубку, одновременно ли
достигнут дна трубки кусочек свинца и птичье перо?» Когда будут высказаны гипотезы
о результатах опыта, выполняем опыт и предлагаем высказать предположения о
причине более долгого падения пера. После высказывания гипотезы о влиянии
сопротивления воздуха на движение тел задаем вопрос: «А если бы в трубке не было
воздуха, кусочек свинца и птичье перо достигли бы дна трубки одновременно?» Затем
откачиваем воздух из трубки и проверяем гипотезу о том, что в пустоте кусочек свинца
и перо упадут одновременно.
Приведенные примеры показывают, как в разных формах организуется активная
познавательная деятельность учащихся, позволяющая им овладеть такими важными
общими теоретическими понятиями, как явление, наблюдение, а также приобрести
опыт универсальных учебных действий: выдвигать проблему, гипотезу, искать пути
решения проблемы, доказательства гипотезы, проводить по заданным параметрам
эксперимент.