Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Методическая разработка на тему "Физический эксперимент в проблемном обучении"
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Методическая разработка на тему "Физический эксперимент в проблемном обучении"

Такого ещё не было!
Скидка 70% на курсы повышения квалификации

Количество мест со скидкой ограничено!
Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок"

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок" 20 мая 2016 г. бессрочно).


Список курсов, на которые распространяется скидка 70%:

Курсы повышения квалификации (144 часа, 1800 рублей):

Курсы повышения квалификации (108 часов, 1500 рублей):

Курсы повышения квалификации (72 часа, 1200 рублей):
библиотека
материалов

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Митяевская средняя школа»

Сакского района Республики Крым









ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ПРОБЛЕМНОМ ОБУЧЕНИИ



Методическая разработка учителя физики

МБОУ «Митяевская СШ» Усанина В.Н.



























2013

Оглавление

Введение…………………………………………………………………....... 3

I. Цели и методы проблемного обучения.................................................. 5

II.Приёмы создания проблемных ситуаций............................................... 9

III.Эксперимент в реализации частично-поискового метода…................ 13

Заключение................................................................................................. 24

Литература................................................................................................. 26
























ВВЕДЕНИЕ.

В настоящее время в преподавании школьной физики наблюдается кризис, заключающийся в том, что многие школьники не любят её. Одной из причин этого является изучение предмета на основе запоминания, «коллекционирования» в памяти фактов и определений; учащимся задают шаблонные вопросы, которые требуют лишь воспроизведения ответов, содержащихся в учебнике. К тому же весь путь развития физики представляется ученику как единственно возможный верный путь, показанный в учебнике.

Выход из кризиса видится в построении курса и процесса обучения таким образом. чтобы у школьника при изучении физики формировалось уважение и доверие к самому себе, и он учился бы с оптимизмом и энтузиазмом.

Что же можно для этого предложить?

Во-первых, усилить мотивацию изучения предмета, расширить понимание его значения. Для этого нужно освободиться от узко утилитарного подхода к физике, которую якобы необходимо знать лишь для чего-то определённого, для какой-то одной конкретной профессии. Физика вооружает нас общим пониманием окружающего: как устроен мир, как функционирует природа в целом. Эта наука нужна для миропонимания, для проникновения в суть социального и научно-технического процесса.

Во-вторых, реализовать проверенные временем дидактические принципы; не сводить обучение к пересказу учебника, не загружать память учащихся, не считать запоминание фактов свидетельством понимания. Надо хорошо представлять себе, что обучение требует создания ситуации, когда ученик самостоятельно исследует те или иные явления, а понимание достигается путём проникновения в причины результатов тех или иных действий.

В-третьих. учитывать имеющийся у школьников опыт. При изучении нового материала нужно исходить из того, что ученики уже имеют некое умозрительное осмысление изучаемого явления. Оно может быть не только верным, логичным, но и ошибочным – у всех разное и часто препятствует восприятию объяснения, если учитель заранее не выяснил имеющихся у школьников представлений. При помощи серии вопросов можно узнать об этих представлениях и определить методику своей работы.

В-четвёртых, рассматривать процессы обучения (учитель) и учения (ученик) как взаимосвязанные, согласованные и строить их как доверительное взаимодействие в целях продвижения от незнания к знанию. Нужно создавать в классе добрую атмосферу, когда ученик чувствует за собой право постигать учебный материал со скоростью. которая ему доступна, задавать любые вопросы, просить помочь ему, сказать прямо, чего он не понял, оценивать качество урока и учебника. К тому же мы обязаны так организовать процесс обучения, чтобы могли проявиться индивидуальные особенности ученика: серьёзно относиться ко всем исходящим от школьников вопросам, иногда даже провоцируя их на незапланированные дискуссии (однако в классе должно соблюдаться соглашение: «глупых вопросов не задавать», «спрашивать только то, что связано с темой урока» и т.д.), оказывать индивидуальную помощь. Нам нужно помогать ученикам не только найти правильный ответ на вопрос, но и верно задать его. Необходимо не только заботиться о выполнении школьниками своих обязанностей, но и создавать условия для развития в процессе обучения их собственной инициативы.

Всё, о чём говорилось выше, является личностно-ориентированным подходом к обучению и воспитанию школьников, составляющая часть которого – интерактивные методики. Один из главных компонентов этих методик – постановка проблемы и её решение на различном уровне организации.








I.Цели и методы проблемного обучения

Важнейший показатель всесторонне и гармонично развитой личности - наличие высокого уровня мыслительных способностей. Если обучение ведёт к развитию творческих способностей, то его можно считать развивающим обучением, т.е. таким, при котором учитель, опираясь на знание закономерностей развития мышления, специальными педагогическими средствами ведёт целенаправленную работу по формированию мыслительных способностей и познавательных потребностей своих учеников в процессе изучения основ наук. Такое обучение является проблемным.

Большинство современных публикаций по теории обучения связано с идеей активизации учебного процесса и учебной деятельности учащихся. Под активизацией имеют ввиду эффективное использование тех приёмов и методов обучения, которые известны из традиционной дидактики. Авторы говорят об активизации с помощью проблемного обучения, понимая при этом создание проблемных ситуаций и постановку познавательных задач.

Цель активизации путём проблемного обучения состоит в том. чтобы повысить уровень усвоения понятий и обучить не отдельным мыслительным операциям в случайном, стихийно складывающемся порядке, а системе умственных действий для решения нестереотипных задач. Эта активность заключается в том, что ученик, анализируя, сравнивая, синтезируя, обобщая, конкретизируя физический материал, сам получает из него новую информа-

цию. Другими словами, это расширение, углубление знаний при помощи ранее усвоенных знаний или новое применение прежних знаний. Этого нового применения прежних знаний не может дать ни учитель, ни книга, оно ищется и находится самим учеником. поставленным в соответствующую ситуацию.

Это и есть поисковый метод учения.

Цель традиционного типа обучения – усвоение результатов научного познания, вооружение учащихся знаниями основ наук, привитие им соответствующих умений и навыков. При этом в основе организации такого типа обучения лежит принцип передачи учащимся готовых выводов науки.

Цель проблемного типа обучения – не только усвоение результатов научного познания, системы знаний, но и самого пути процесса получения этих результатов, формирование познавательной самодеятельности ученика, развитие его творческих способностей. В основе организации процесса проблемного обучения лежит принцип поисковой учебно-познавательной деятельности ученика, т.е. принцип открытия им выводов науки, способов действия, изобретения новых предметов и способов приложения знаний к практике.

При этом деятельность учителя состоит в том, что он, давая в необходимых случаях объяснение содержания наиболее сложных понятий, систематически создаёт проблемные ситуации и организует учебно-познавательную деятельность так. что на основе анализа фактов учащиеся самостоятельно делают выводы и обобщения, формируют с помощью учителя определённые понятия. законы.

Какие же методы выбрать учителю для реализации целей проблемного обучения? Ю. К. Бабанский, выдвигая принцип оптимальности при выборе методов обучения, предлагал исходить из того, что каждый метод ориентирован на решение определенного круга педагогических и учебных задач. Однако при этом он косвенно способствует решению и других задач, но не в той мере, в которой они могут быть решены с помощью иных методов. Отсюда вытекает необходимость оценки возможностей каждого метода обучения, знания его сильных и слабых сторон и выбора на этой основе их оптимальных сочетаний. 

Наиболее приемлемым, на мой взгляд, является классификация методов на основе характера познавательной деятельности учащихся, предложенная И.Я.Лернером и М.Н.Скаткиным. Она разработана ими в соответствии с концепцией содержания образования.

Характер познавательной деятельности отражает уровень самостоятельной деятельности учащихся. Этой классификации присущи следующие методы:
• Объяснительно-иллюстративный, или информационно-рецептивный (рецепция - восприятие), метод. Суть этого метода состоит в том, что учитель сообщает готовую информацию разными средствами, а учащиеся ее воспринимают, осознают и фиксируют в памяти. Сюда относятся такие приемы, как рассказ, лекция, объяснение, работа с учебником, демонстрация. 
• Репродуктивный метод. Заключается в воспроизведении учеником учебных действий по заранее определенному алгоритму. Используется для приобретения учащимися умений и навыков. 
• Проблемное изложение изучаемого материала. При работе по этому методу учитель ставит перед учащимися проблему и сам показывает путь ее решения, вскрывая возникающие противоречия. Назначение этого метода состоит в том, чтобы показать образец процесса научного познания. Учащиеся при этом следят за логикой решения проблемы, знакомятся со способом и приемом научного мышления, образцом культуры развертывания познавательных действий. 
• Частично-поисковый (эвристический) метод. Суть его состоит в том, что учитель расчленяет проблемную задачу на подпроблемы, а учащиеся осуществляют отдельные шаги поиска ее решения. Каждый шаг предполагает творческую деятельность, но целостное решение проблемы пока отсутствует. 
• Исследовательский метод. В этом случае учащимся предъявляется познавательная задача, которую они решают самостоятельно, подбирая необходимые для этого приемы. Этот метод призван обеспечить развитие у учащихся способностей творческого применения знаний. При этом они овладевают методами научного познания и накапливают опыт исследовательской, творческой деятельности.

Основные методы обучения имеют различные формы их воплощения и средства реализации. Так, методы информационно-рецептивный и проблемного изложения могут быть осуществлены посредством устного слова, чтения учебника, с помощью кино и телевидения, других изобразительных средств, предъявления алгоритмов; репродуктивный предполагает повторение учащимися предварительно показываемых учителем способов деятельности (на вербальном и образном материале, практическими действиями с предметами и знаковой системой). Эвристический и исследовательский методы включают конструирование, проектирование, планирование и проведение эксперимента, решение поисковых задач. Названные методы являются общими для обучения любому предмету, но в каждом из них они приобретают свою специфическую форму. 

В данной работе рассмотрены отдельные вопросы применения физического эксперимента для решения некоторых задач проблемного обучения.





















II.Приёмы создания проблемных ситуаций

Познавательная деятельность может считаться самостоятельной лишь в том случае, если в возникшей ситуации учащиеся сами проходят все или основные этапы мыслительного процесса. Можно выделить четыре уровня самостоятельности учеников при проблемном обучении. Первый уровень характеризуется тем, что воспроизводится научный поиск, т.е показывается возникновение проблемы, выдвижение гипотезы и нахождение путей её проверки. Второй уровень: учитель создаёт проблемную ситуацию, а уащиеся вместе с ним включаются в решение выдвинутой проблемы. Третий уровень: учитель создаёт проблемную ситуацию, а её решение учащиеся осуществляют самостоятельно. Четвёртый уровень: учащиеся сами находят проблему в учебном материале и сами решают её.

Можно выделить несколько приёмов создания проблемных ситуаций: ситуация неожиданности (возникает при ознакомлении учащихся с парадоксальными, необычными фактами, явлениями и выводами), ситуация конфликта (используется при изучении физических теорий и фундаментальных опытов), ситуация предположения (создаётся учителем путём выдвижения

идеи о возможности существования новой закономерности или нового явления), ситуация опровержения (возникает в случае предположения доказать несостоятельность какой-либо идеи, проекта, вывода), ситуация несоответствия (возникает в случае, когда жизненный опыт и стихийно сложившиеся представления учащихся вступают в противоречие с научными данными), ситуация неопределённости (возникает тогда, когда задание содержит недостаточно данных для получения однозначного решения).

Проблемное обучение можно применять на любых этапах при изучении нового материала, решении задач, выполнении экспериментальных заданий.

В первом случае часто можно использовать проблемное изложение или поисковую беседу. При проблемном изложении я сам выдвигаю проблему и решаю её. Но не просто рассказываю материал, а размышляю вслух, анализирую возможные подходы к решению проблемы. Одни из них в процессе рассуждения отвергаются как несостоятельные, другие принимаются и развиваются до получения верного ответа. Этот приём целесообразно применять в тех случаях, когда материал или совсем новый ля учащихся, или слишком сложный, например, при изучении темы «Предпосылки возникновения специальной теории относительности» в 11 классе. Поисковую же беседу использую тогда, когда ученики обладают необходимыми знаниями для активного участия в решении выдвинутых проблем.

При решении задач большее предпочтение я отдаю задачам качественным. Ведь любая качественная задача уже содержит в себе проблему. Эти задачи активизируют познавательную деятельность учащихся, заставляют их мыслить, применять порой нестандартные методы решения. Именно качественные задачи выявляют понимание учеником сущности физического явления. Расчётные же задачи, умение решения, которых требуется программой, делаются обычно «по шаблону» или поддаются алгоритмизации. Более сложные задачи требуют, как правило, серьёзных математических знаний, а т.к.

большинство учащихся ими владеет слабо, то у них к ним стойкая нелюбовь.

Но всё таки физика – наука экспериментальная. С точки зрения законов гносеологии познание явления начинается с опытных фактов и заканчивается опытным подтверждением теории этого явления. Поэтому эксперимент на уроке физики является важнейшей его составной частью. Он позволяет заинтересовать учащихся, активизировать их мышление, развивает умения самостоятельно делать выводы и проверять их на практике, что в конечном итоге формирует мировоззрение.

В своей работе я широко использую демонстрационный эксперимент, фронтальные лабораторные и практические работы. К сожалению, в методике преподавания физики эксперимент подаётся, в основном, как методическое средство, обеспечивающее наглядность обучения, делающее учебный материал более доступным, а также устанавливающий связь теории с практикой. Нисколько не умаляя этих задач эксперимента, хочу отметить его важную роль в реализации проблемного обучения.

В немалой степени это касается постановки проблемы при изучении нового материала.

При изучении в 11 классе темы «Зависимость сопротивления металлов от температуры» я предлагаю учащимся опытным путём получить вольт-ам-перную характеристику лампы накаливания. Работа выполняется в группах по два человека и не занимает много времени, т.к. подобное уже делалось ими в 9 классе. Перед проведением эксперимента вспоминаем с учениками,

что вольт-амперная характеристика металлов графически представляется прямой линией. Каково же бывает удивление ребят, когда, построив график, они убеждаются, что это совсем не так. Возникает проблема, совместное решение которой приводит учащихся к выводу о зависимости сопротивления от температуры. Подобные эксперименты-загадки не просто иллюстрируют какое-либо новое явление, а приводят к противоречию результатов опыта с имеющимися у школьников представлениями.

Ещё один пример. В 8 классе, а позднее в 10, вводится понятие инертности тела. Его формулировки, как показывает опыт, довольно запутанны и плохо понимаются учащимися. Поэтому опыт с грузом большой массы, подвешенным на тонкой нити, который проводится как подтверждение этого свойства тел, не вызывает особых эмоций. Я же показываю этот эксперимент-загадку в начале урока и предлагаю объяснить его. Увиденное входит в явное противоречие с имеющимся у школьников опытом и это резко повышает познавательную активность, что ведёт к лучшему усвоению поня-

тия.

При изучении явления самоиндукции в 11 классе традиционный метод предусматривает теоретическое обоснование явления, а эксперименты с запаздыванием загорания лампы при замыкании и увеличением силы тока при размыкании цепи выступают как опытное подтверждение данной теории.

Но гораздо больший эффект достигается, когда данное явление изучается путём решения эксперимента-загадки. Собирается обычная схема: источник постоянного тока на 5 В, ключ, катушка дроссельная с сердечником. Приглашаю 4 учащихся и предлагаю , взявшись за руки, крайним в цепочке коснуться выводов катушки. Напоминаю им, что ничего опасного быть не может, т.к. лабораторный источник питания даёт напряжение не более 5 В, а взявшиеся за руки ученики соединены последовательно, поэтому на каждого приходится примерно по 1 В, болевые же ощущения человек испытывает при напряжении не менее 40 В. Действительно, при замыкании ключа учащиеся не испытывают никаких ощущений. Но каково же их удивление, когда при размыкании ключа они испытывают довольно серьёзный удар током. Возникает проблема, почему напряжение на концах катушки резко возрастает именно при выключении тока, а не при включении. Совместное решение этой проблемы приводит учащихся к пониманию явления самоиндукции.

Расширение круга изучаемых явлений, в которых эксперимент можно использовать для постановки учебной проблемы, является для меня олной из приоритетных задач.
















III.Эксперимент в реализации частично-поискового метода

Рассмотрим теперь эксперимент как методическое средство формирования у учащихся навыков поисковой деятельности.

Физика изначально развивалась как экспериментальная наука, поэтому изучение новых явлений должно происходить вполне естественно как опытное изучение этих явлений. Для применения частично-поисковых, а тем более исследовательских методов, на теоретическом уровне требуется высокий уровень логического мышления и отличное знание математического аппарата, чего ещё нет у школьников. Поэтому попытки преподнести подобным образом новый материал заранее обречены на провал.

Лучше всего будут удаваться частично-поисковые методы при изучении физики в 7 - 9 классах. В этом возрасте учащиеся уже имеют некоторый жизненный опыт, который позволяет им делать попытку объяснения новых явлений. Использовать на уроках исследовательские методы нежелательно по следующим причинам:

- у детей нет опыта самостоятельной исследовательской работы;

- нехватка времени урока для серьёзного исследования;

- большая вероятность ошибок в работе, что приведёт к получению неверных выводов.

Поэтому исследовательские методы лучше всего применять либо в профильных классах на уроках физического практикума, либо, ещё лучше, во внеклассной работе.

Суть частично-поискового эксперимента при изучении нового материала заключается в постановке проблемы, выдвижении гипотез, постановке эксперимента для подтверждения этих гипотез и формулировании вывода. Необходимо обратить внимание учащихся на то, что из сделанного вывода может вытекать новая проблема, решение которой происходит в той же последовательности.

Таким образом, необходимо добиться усвоения школьниками цепочки получения новых знаний с использованием эксперимента:

проблема

проблема


гипотеза





эксперимент





вывод – новая

проблема







Использование этого метода требует от учителя очень продуманной и напряжённой работы как при подготовке к уроку, так и во время его. Учитель должен добиться высокой активности учащихся при выдвижении гипотез, стараясь, чтобы их было как можно больше, но, с другой стороны, тактично доказывая детям, что некоторые гипотезы явно неверны. Иначе можно просто погрязнуть в мелочах и не уложиться во время урока.

Приведём примеры нескольких уроков, на которых можно очень эффективно использовать этот метод. Отличительной особенностью этих уроков является то, что изучение нового материала происходит в ходе фронтального эксперимента, поэтому одной из целей урока обязательно ставится формирование умений исследовательской деятельности.

Например, при изучении в 8 классе темы «Механические колебания» надо сначала ввести основные понятия и определения.

1.На примере демонстраций нитяного и пружинного маятников показать учащимся, что данные движения тоже являются периодическими, и на основе этого дать определение механических колебаний.

2.Ввести основные характеристики колебательного процесса:

- Амплитуда – наибольшее отклонение тела от положения равновесия; обозначение – А; единица измерения [А] = м.

- Период колебаний – время одного полного колебания; обозначение – Т; единица измерения [Т] = с. T =hello_html_m31ee2141.gif .

- Частота колебаний – число колебаний за единицу времени; обозначение – ν; единица измерения [ν] = Гц.

3.Постановка проблемы.

Выяснить, от чего зависит период колебаний нитяного маятника.

Начиная с этого момента, учащиеся делают записи в тетрадях для лабораторных работ. Данная проблема записывается как цель лабораторной работы «Исследование колебаний маятника».

4.Выдвижение гипотез.

Каждая выдвинутая гипотеза записывается учителем на доске и сопровождается кратким обсуждением, как именно период колебаний будет зависеть от данного фактора. Как правило, учащиеся делают следующие предположения: 1) зависимость от длины нити (чем длиннее нить, тем больше период, т.к. проходимый грузом путь больше); 2)зависимость от амплитуды (чем больше амплитуда, тем больше период – по тем же причинам, что и в пункте 1); 3)зависимость от массы (чем больше масса, тем больше период, т.к. тяжёлый груз движется медленнее). Часто высказывается предположение, что период будет зависеть от сопротивления воздуха. Но здесь учителю нужно, используя свой авторитет, сообщить учащимся, что теория и практика колебаний не подтверждают такой зависимости.

5.Проведение эксперимента.
На этом этапе потребуются на группу из двух человек: штатив с муфтой и лапкой, нить, два груза по 100 г, измерительная лента, секундомер.

Прежде всего нужно подчеркнуть, что при исследовании зависимости одной величины от нескольких других эксперимент разбивается на составные части: в каждой части изучается зависимость данной величины только от одной из нескольких, а остальные при этом должны оставаться неизменными. Поэтому мы наш эксперимент тоже разобьём на следующие элементы: 1)меняем длину нити при неизменных амплитуде и массе; 2)меняем амплитуду при неизменных длине нити и массе; 3)меняем массу груза при неизменных длине нити и амплитуде.

При проведении первой части эксперимента нужно помочь учащимся в оформлении его результатов, т.е. задать начальные условия и показать образец таблицы. Как показывает опыт, в дальнейшем школьники уже самостоятельно и правильно справляются с этим.

Пример для первого опыта: А = 5 см, m = 100 г.

l, см

N

t, с

T,с

1

30

10



2

60

10




Для облегчения расчётов рекомендуется число колебаний взять равным 10. Длины нитей должны отличаться очень сильно (минимум в два раза), тогда разность периодов будет более достоверной.

Пример для второго опыта: l = 60 см, m = 100 г.

А, см

N

t, с

T,с

1

5

10



2

15

10




Пример для третьего опыта: А = 5 см, l = 60 см.

m, г

N

t, с

T,с

1

100

10



2

200

10




Перед проведением третьего опыта нужно напомнить учащимся, что длина нити маятника должна отсчитываться от точки подвеса до центра масс двух грузов, которая находится посредине между грузами.

На данном уроке можно разбить класс на три группы, каждая из которых будет выполнять своё задание и формулировать вывод.

Задача учителя на этапе проведения эксперимента заключается в индивидуальной проверке результатов, полученных учащимися. Если учитель видит, что какой-либо результат недостоверен, он просит повторить измерения.

Как правило, ошибки допускаются в третьем опыте при измерении длины нити.

6.Формулирование вывода.

После проведения эксперимента учащиеся сравнивают периоды колебаний в каждом опыте, записывают свои выводы и сообщают их учителю, после чего он подводит общий итог работы. Опыт показывает, что при про

ведении урока по подобной методике учащиеся гораздо глубже и прочнее усваивают материал, чем при стандартном подходе, когда сначала даются теоретические сведения, а потом они проверяются в ходе лабораторной работы.

Предложения некоторых авторов (Евлахова Е.Н., Бондаренко Н.В.) при проведении лабораторной работы строить график зависимости периода колебаний от длины нити считаю нецелесообразным, т.к. во-первых, затрачивается много времени на проведение 10 опытов, а, во-вторых учащиеся всё равно не смогут объяснить количественно эту графическую зависимость, потому что ещё не знают понятие квадратного корня.

Ещё одним «подводным камнем» является то, что ученики 8, 9 классов не владеют теорией погрешностей и для них, например, периоды колебаний

0,63 с и 0,64 с будут разными числами, а это значит, что даже при правильно полученных результатах дети сделают неверный вывод. Поэтому учителю нужно: во-первых, дать ученикам краткую информацию об ошибках изме-рения, во-вторых, заранее предложить округление полученных значений до достоверных знаков.

В программе 8 и 9 классов имеются уроки, в ходе которых изучаются простейшие линейные зависимости. В лучшем случае учитель при объяснении этих закономерностей использует демонстрационный эксперимент, в худшем – учащиеся просто записывают формулу в тетрадь. Это не способствует глубокому и прочному усвоению материала. Но ученики уже восьмого, а тем более девятого класса знают о линейной зависимости между величинами из курса алгебры, поэтому вполне можно организовать изучение нового материала частично-поисковым методом. Целью этих уроков будет являться усвоение учениками линейной зависимости между определёнными величинами и ,конечно, формирование навыков исследовательской деятельности.

Например, урок в 8 классе по теме «Силы упругости». Из оборудования потребуются на группу из двух человек: динамометр с закрытой белой бумагой шкалой, набор грузов, линейка с миллиметровыми делениями, штатив с муфтой и лапкой.

После введения всех основных понятий, касающихся темы, нужно помочь учащимся поставить проблему: «От чего и как зависит возникающая при деформации сила упругости». После записи всех выдвинутых гипотез (а их бывает, как правило, две - величина деформации и свойства деформируемого тела) ученики с помощью учителя составляют план проведения эксперимента.

Обычно для записи результатов лучше всего подходит таблица:


Fупр, Н

1

2

3

x, см




По данным таблицы учащиеся строят график зависимости силы упругости от величины деформации. Анализируя график, они легко делают вывод о прямо пропорциональной зависимости между этими величинами. На основе этого вывода записывается аналитическая формула:

Fупр = kx.

Учителю только остаётся сообщить, что эта формула была получена Гуком и закон носит его имя. Обязательно нужно объяснить учащимся, что коэффициент пропорциональности k не зависит от величины деформации, а определяется только свойствами упругого тела. В дальнейшем я планирую изготовить набор пружин, с помощью которого учащиеся самостоятельно смогут убедиться в этом, построив график для другой пружины.

Аналогично можно провести урок в 8 классе по теме «Силы трения».

Здесь нам понадобятся на группу из двух человек: деревянная линейка с наклеенной на обратной стороне резиновой лентой, деревянный брусок, набор грузов, динамометр.

Объяснив учащимся природу сил трения и видов трения, можно приступить к выяснению факторов, от которых эти силы зависят. Предварительно нужно показать, как с помощью динамометра измеряется сила трения. Как всегда, начинаем с совместного формулирования гипотез. Обычно дети называют следующие: площадь соприкасающихся поверхностей, прижимающая сила (сила нормального давления), состояние поверхностей, иногда, скорость скольжения.

Составляем план проведения эксперимента:

1.Измеряем силу трения бруска с одним грузом на широкой и узкой гранях.

2.Измеряем силу трения бруска с одним, двумя и тремя грузами по деревянной стороне линейки.

3.Проводим те же измерения на резиновой стороне линейки.

Результаты второго и третьего опытов можно представить в виде таблицы:

Сила реакции опоры N (вес бруска с

грузом), Н

Сила трения Fтр, Н

по дереву

по резине

1




2




3




По данным таблицы строится график зависимости силы трения от силы реакции опоры (силы нормального давления). Особое внимание следует обратить на формирование умений учащихся строить графики, особенно на правильность выбора масштаба. На данном уроке не следует жалеть на это время, тем более, что данные этих экспериментов будут использоваться при выполнении лабораторной работы «Измерение коэффициента трения скольжения».

Анализируя графики, учащиеся достаточно легко делают следующие выводы:

- сила трения не зависит от площади соприкосновения тел;

- сила трения прямо пропорциональна силе реакции опоры, т.к. график зависимости – прямая линия;

- угол наклона прямой, т.е. коэффициент пропорциональности, зависит от свойств обоих поверхностей.

На основе этих выводов учащихся нужно подвести к написанию аналитической зависимости:

Fтр = µN

Сообщить, что коэффициент пропорциональности µ называют коэффициентом трения и ещё раз подытожить, от чего он зависит.

На данном уроке не ставится задача определения коэффициента трения

скольжения, но ещё раз повторюсь, результаты эксперимента нужно использовать на следующем уроке при выполнении соответствующей лабораторной работы. Это значительно уменьшит время на выполнение работы.

Добиться глубокого усвоения школьниками зависимости силы тока в проводнике от напряжения на нём и его сопротивления возможно на уроке в 9 классе по теме «Закон Ома».

Оборудование, применяемое на уроке, практически не отличается от того, что используется при проведении фронтальной лабораторной работы «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра». Но, если в последней изменение характеристик тока осуществляется с помощью реостата, то здесь этого делать нельзя по двум причинам: 1)ученики ещё не знакомы с устройством и принципом действия реостата;

2)методически правильнее менять силу тока за счёт напряжения. Поэтому я использую в этой работе самодельные потенциометры вместо реостатов.

На момент проведения урока учащиеся уже знакомы с понятиями силы тока и напряжения и умеют измерять их в электрической цепи. Поэтому после повторения знаний об этих величинах необходимо подвести детей к постановке проблемы: «Есть ли связь между силой тока и напряжением в проводнике, а если есть, то какая она?»

Используя определения силы тока и напряжения, школьники, как правило, выдвигают одну гипотезу: при увеличении напряжения сила тока должна тоже увеличиваться. При этом обычно о влиянии самого проводника на силу тока ничего не говорится.

Для проверки гипотезы учащиеся предлагают экспериментально изучить зависимость между силой тока в проводнике и напряжением на нём. Здесь следует сообщить детям, что такая зависимость в физике называется вольт-амперной характеристикой проводника и играет очень большую роль в конструировании электрических цепей.

Т.к. учащиеся ещё не знакомы с принципом работы потенциометра (делителя напряжения), то учителю самому необходимо начертить применяемую схему электрической цепи, объяснив коротко назначение потенциометра.

hello_html_1aa2eb26.gif

Для записи результатов измерений можно предложить таблицу:

проводника

U, В

1

2

3

1

I, А




2

I, А





Значения задаваемых напряжений зависят от предельно допустимых токов в используемом магазине сопротивлений. По данным таблицы учащиеся строят графики зависимости силы тока от напряжения (масштаб выбирается самостоятельно).

Анализируя графики, дети довольно легко делают вывод о линейной зависимости силы тока и напряжения:

I = kU

Второй вывод связан с коэффициентом пропорциональности как с углом наклона прямой к оси напряжений: этот коэффициент зависит только от свойств проводника. Теперь учитель логично может определить этот коэффициент как электрическую проводимость проводника и ввести единицы измерения этой величины. Далее нужно сообщить детям, что на практике чаще используют не проводимость, а обратную ей величину – электрическое сопротивление:

k = hello_html_31c54f20.gif .

Запись нашей зависимости теперь можно представить в общепринятом виде:

I = hello_html_m4fa24eda.gif .

Сообщить детям, что эта зависимость была получена опытным путём немец-ким учёным Гергом Омом и закон назван его именем. На данном уроке не стоит задача по определению сопротивления проводника, но обязательно нужно показать, как это можно сделать, используя вольт-амперную характеристику. Это значительно облегчит выполнение лабораторной работы «Измерение сопротивления проводника с помощью амперметра и вольтметра».

При наличии времени можно предложить ученикам самостоятельно проверить обратно пропорциональную зависимость между силой тока и сопротивлением при постоянном напряжении, используя то же оборудование, но это необязательно, т.к. понятие сопротивления уже определено.

Ещё одной особенностью уроков изучения линейных зависимостей между физическими величинами я считаю необходимость построения графиков этих зависимостей. Как показывает опыт, это слабое место учащихся. А ведь из графической зависимости можно извлечь очень много качественной и количественной информации.






















ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Физический эксперимент играет всё возрастающую роль в обучении и воспитании учащихся. Сегодня необходимо не только дать школьникам оп-ределённую сумму конкретных знаний, но и превратить эти знания в убеждения, в средство познания мира, сформировать мировоззрение учащихся. Физический эксперимент, представляя собой инструмент исследования окружающей природы, убеждает школьников в материальности мира, в его познаваемости. Кроме того, он вызывает у ребят чувство сопричастности к получению научных фактов, содействуя тому, чтобы они стали плодом собственных размышлений ученика, затрагивали и пробуждали его эмоции.

Итак, мы видим, что эксперимент можно эффективно использовать при изучении физических теорий на начальном этапе, на котором вводятся новые понятия, изучаются закономерности, устанавливающие законы. Но, конечно, не меньшую роль он играет и при закреплении полученных знаний. В этом случае ставятся опыты, демонстрирующие действие различных механизмов, приборов. использующих физические законы. Число подобных демонстраций очень велико, и они подробно описаны в методической литературе. Работа же в плане организации и совершенствования эксперимента в проблемном обучении требует ещё значительного обобщения и систематизации. Работая над этой проблемой, я уже успел убедиться в её результативности. У детей повысился интерес к изучению физики, знания стали более глубокими и прочными. Растёт уровень учебных достижений школьников.

ЛИТЕРАТУРА

1.Бершадский М.Е. Повышение роли физического эксперимента в учебном процессе // Физика в школе. – 1987. - №6. – с.41-43.

2.Зворыкин Б.С. Система учебного эксперимента по физике и учебное

оборудование // Физика в школе. – 1969. - №3. – с.3-14.

3.Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. – М.: Педагогика, 1981. – 186 с.

4.Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся. – М.:

Просвещение, 1975. – 272 с.

5.Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики. – М.: Педагогика,

1984. – 96 с.

6.Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе. – М.:Просвеще-

ние, 1990. – 288 с.

7.Шахмаев Н.М. Содержание, роль и место эксперимента в преподавании физики // Физика в школе. – 1969. - №3. – с.53-57.








Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Краткое описание документа:

В данной работе предпринята попытка использования физического эксперимента в нестандартной ипостаси, а именно, с точки зрения постановки учебной проблемы. Кроме того, рассмотрены примеры использования фронтального эксперимента при реализации частично-поискового метода в обучении.

Работа была одобрена Учёным советом Крымского республиканского института последипломного педагогического образования в 2013 году.

Общая информация

Номер материала: ДA-046619

Похожие материалы