Методические рекомендации по использованию учебно-лабораторного оборудования для учителей физики

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

 «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА№23»

НАХОДКИНСКОГО ГОРОДСКОГО ОКРУГА

 

 

 

 

 

                                                              Методические рекомендации по использованию

учебно-лабораторного оборудования

для учителей физики

 

                                                                                     

 

 

 

 

 

   Автор-составитель:

                                                                           Леонтьева Э.В.,

учитель физики,

высшей классификационной категории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Находка

2014

Аннотация

 

В настоящих рекомендациях обобщен опыт работы учителя физики Леонтьевой Э.В., учителя МБОУ «СОШ№23» НГО

Настоящий материал, как пример творческого подхода к учебно-образовательному процессу может быть использован учителями физики для организации работы по комплексному использованию эксперимента.

Сферы возможного применения данных рекомендаций:

1.      Учителя могут использовать материал, представленный в данных рекомендациях,             по готовому образцу.

2.      Модификация предлагаемых материалов по усмотрению учителя

Данные методические рекомендации помогут учителям физики расширить свой арсенал  фронтальных и демонстрационных экспериментов и вовлечь в удивительный мир физики своих учеников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Леонтьева Эльвира Владимировна,  учитель физики МОУСОШ № 23, 20.02.1966 г. рождения, имеющей высшее образование  (ДВПИ,1988г., по специальности  «Электроснабжение      промышленных предприятий  и городов»  с присвоением квалификации инженер-электрик), общий стаж – 26 лет,  стаж педагогической работы - 19 лет,  стаж в данной должности - 19 лет,

стаж в данном учебном учреждении - 18 лет,  имеет Почетную грамоту министерства образования и науки Российской Федерации, 2008г

Введение

 

Внедрение нового содержания образования и современных педагогических технологий требует увеличения объемов экспериментальной инновационной деятельности, усиления методической работы с учителями, внедрения и использования в работе педагогов современного оборудования. Оборудование и методики должны соответствовать растущему уровню технического прогресса, и, в связи с этим, мною составлены методические рекомендации, позволяющие эффективно использовать новое оборудование

 

Цель методических рекомендаций: обеспечить педагогам оперативную и опережающую личностно-ориентированную методическую поддержку и помощь.

 

Данные рекомендации содержат:

1.      Пример структурирования технических средств обучения в форме создания папки «Лаборатория   физики».

2.      Учебно-методические рекомендации по подготовке и проведению демонстрационного эксперимента.

3.      Учебно-методические материалы по подготовке и проведению практических и лабораторных работ.

 

Эти рекомендации помогут учителю:

1.      Повысить роль эксперимента при изучении физики.

2.      Стимулировать познавательную деятельность учащихся различными методами, приемами, видами учебно-практической деятельности;

3.      Организовать индивидуальную и коллективную деятельность учащегося, в ходе которой ученик получает знания не в готовом виде, а добывает их сам.

 

Необходимость разработки методических рекомендаций вызвана:

1.      Внедрением в образование новых информационных (цифровых) технологий, позволяющих более эффективно, наглядно, с меньшими временными затратами проводить  эксперименты в области естественнонаучных предметов (физика, химия, биология) и их дальнейшую обработку и анализ полученных данных.

2.      Введением ФГОС в основе которого лежит системно-деятельностный подход, обеспечивающий  активную учебно-познавательную деятельность обучающихся.

3.      Фактически отсутствующим разработанным и готовым к применению методическим пособием  для работы с новым оборудованием (фирмы “PHYWE”) в рамках нового ФГОС.

 

В данных рекомендациях я делюсь опытом моей работы, который  можно использовать                        в качестве «строительного материала» в процессе создания своей системы работы, своего опыта.

 

 

 

 

 

 

Глава 1.

Лабораторное оборудование кабинета физики.

 

Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) впервые закрепили требования не только к результатам освоения образовательной программы, но и к условиям ее реализации, в том числе материально-техническим. С целью обеспечения необходимых материально-технических условий реализации ФГОС основного общего образования в базовые школы Приморского края поступило учебно-лабораторное оборудование для кабинетов естественнонаучного цикла.

Чтобы эффективно использовать лабораторное оборудование учитель физики должен иметь наглядное представление об оснащении своего кабинета и здесь важную роль играет систематизация, имеющегося оборудования. Анализ оборудования, группировка по определенным темам, создание единой системы являются необходимыми условиями успешной учебной деятельности.  Систематизация важна, во-первых для дальнейшего развития кабинета. Во-вторых, она обеспечивает возможность оперативно находить все нужные приборы и материалы. Таким образом, систематизация является необходимой предпосылкой целенаправленных научных исследований при обучении физики.

Данную систематизацию можно представить в виде папки «Лаборатория физики», которая включает в себя следующие разделы:

1.      Инструкция по охране труда при работе в кабинете физики ИОТ – 007-2004

2.      Картотека оборудования.

3.      Перечень демонстраций и необходимое для них оборудование.

 

11 класс

№	Тема	Комплект	Оборудование
1	«Измерение удельной теплоёмкости вещества».	Лаборатория физики	калориметр, термометр, сосуд с холодной водой, горячая  вода, бумажная салфетка.
		PHYWE «Механика»	весы рычажные (собираются);    набор гирь, мерный стакан, объем 100 мл, пластмассовый; металлические бруски на нитях.

 

4.      График лабораторных работ по параллелям

5.      Перечень лабораторных работ и обеспечение к ним по параллелям. Например:

 

8 класс

№	Тема	Комплект	Оборудование
1	«Измерение удельной теплоёмкости вещества».	Лаборатория физики	калориметр, термометр, сосуд с холодной водой, горячая  вода, бумажная салфетка.
		PHYWE «Механика»	весы рычажные (собираются);    набор гирь, мерный стакан, объем 100 мл, пластмассовый; металлические бруски на нитях.

 

6.      Комплектация наборов (см. приложение №1).

 

 

 

Глава 2.

Демонстрационный эксперимент.

 

«Единственный путь, ведущий к знаниям, - это деятельность».

 Б. Шоу

 

Демонстрационный эксперимент относится к типу "прямых" экспериментов, нагляден, эффектен, иллюстрирует физические законы. Демонстрационный эксперимент - это показ физических явлений, закономерностей и их практических применений, рассчитанный на одновременное восприятие всеми учащимися класса. Но при проведении учителем демонстрационного эксперимента учащиеся только пассивно наблюдают за опытом, проводимым учителем, сами при этом ничего не делают собственными руками. Следовательно, необходимо сделать этот вид деятельности проблемным, когда учащиеся сами собирают установки, проводят измерения физических величин, и делают теоритические выводы. Не важно какой способ будет вами выбран, но на уроке должны работать все и эксперимент должен проходить через каждого.

Чтобы все это реализовать, нужно измениться и самому учителю. Необходимо овладеть огромным количеством информации по физическому эксперименту, формам и методам групповой работы, методике проблемного и частично-поискового обучения. Поэтому путь нелегкий, но иначе уже нельзя, по-другому нас уже не воспринимают ученики, учеба для них стала скучной и каторжной, телевизор, телефон и интернет веселее, там легче, мы проигрываем войну за умы молодого поколения перед СМИ. Значит, мы должны и можем использовать              в своей работе те же методы, которые используют они. Поэтому шоу и «цирк» становятся необходимыми. Первая задача – это мотивация. По мере увлечения предметом переходим и ко второй задаче – научность знаний, то есть двигаться от простого к сложному. Ну а третья задача – творчество. И во всем этом поможет экспериментальная деятельность.

Для мотивации подойдут занимательные опыты по физике, простые и легкие. Их можно найти как в известной всем физикам литературе, так и в интернете. Там очень много занимательных опытов, достаточно набрать в поисковике: опыты + нужная вам тема. Там вы найдете массу ссылок на видео. Кроме того имеются целые сайты посвященные им.

Переход к «научности» осуществляется путем усложнения заданий к эксперименту, помимо наблюдения появляются задачи расчета погрешности результатов эксперимента, объективности выводимых положений с учетом выбранной модели, а также обратный процесс: построение гипотезы, выбор модели, прогнозирование результатов и их экспериментальная проверка. Также можно использовать интерактивные средства обучения например УМК «Живая физика». Вот ссылка на сайт: http://www.int-edu.ru/object.php?m1=1033&m2=2&id=202

Данный комплекс позволяет создавать математические модели физических явлений и наблюдать за их протеканием. Затем можно предложить сравнить ученикам модель с реальным процессом, который они также могут провести сами.

Третий этап является следствием предыдущих двух, так как творчество без мотивации и научности невозможно. Здесь можно использовать творческие задания, экспериментальные задачи по физике их можно брать из областных и российских олимпиад, в интернете. В общем тут уже как ваша фантазия сработает (см. приложение №2).

Общие методические рекомендации:

1. Необходимо чтобы демонстрация была тесно связана со словами учителя (надо не только слышать, но и видеть).

2. Важное правило при проведении опыта - это определение его цели.

3. Учащиеся должны быть подготовлены к восприятию опытов, т. е. владеть необходимым багажом знаний.

4. Используемые объекты должны быть наиболее простыми

5. Необходимо учитывать возрастные и индивидуальные возможности учащихся.

 

Глава 3.

Лабораторная работа.

 

Лабораторная работа необходима для того, чтобы выполнить свою главную миссию, то есть провести экспериментальное подтверждение теоретических законов и зависимостей.

Лабораторно-практические работы как метод обучения во многом носят исследовательский характер, и в этом смысле высоко оцениваются в дидактике. Они пробуждают глубокий интерес к окружающей природе, стремление осмыслить, изучить окружающие явления, применять добытые знания к решению и практических, и теоретических проблем. Лабораторно-практические работы способствуют ознакомлению учащихся с научными основами современного производства, выработке навыков обращения с приборами и инструментами, создавая предпосылки для технического обучения.

На мой взгляд, с малых лет надо воспитывать у школьника осознание постоянного развития науки и техники, предоставляя ему возможность собственного участия в этом диалектическом процессе; приучать искать необычные нестандартные пути решения проблем. Учитель должен быть для ученика не столько наставником, сколько партнером, помогающим в реализации целей его деятельности, в организации эксперимента, в создании условий для проявления активности и творчества.

1. Планирование лабораторных работ.

Состав и содержание лабораторных работ должно соответствовать требованиям Государственных образовательных стандартов.

Количество часов, отводимых на лабораторные работы, фиксируется в рабочих учебных программах.

Состав заданий для лабораторной работы должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть качественно выполнены большинством учащихся. Поэтому при выборе содержания и объема лабораторных работ следует исходить из сложности учебного материала.

При планировании лабораторной работы теоретические знания играют не последнюю роль. Ведь если нет представления о том, для каких целей выполняется данная работа, какое оборудование будет использоваться, то вряд ли получится сделать её правильно.  Учителю необходимо создать базу тематических контрольных вопросов для подготовки учащихся                      к  выполнению данной работы. Задания по подготовке к лабораторным работам могут содержать:

- аналитические вопросы, организующие мотивацию и целеполагание, процесс постановки осознанных исследовательских целей своей работы, осмысление и принятие плана по достижению своих целей (приложение 3);

- текст расчетных задач, содержащих теоретические вопросы, дающих учащимся возможность формировать способности и рефлексии результатов своей деятельности.

Кроме самостоятельной работы учащихся, необходим и инструктаж учителя, а также совместное обсуждение выполняемой работы.

Для каждой лабораторной работы необходимым условием является составление отчета, который должен содержать: название работы, цель работы, список приборов, схему или рисунок установки, план выполнения работы, таблицу результатов, формулы, по которым вычислялись значения величин, вычисления погрешностей измерений, выводы.                                              

Для эффективного использования времени, отводимого на лабораторные работы, можно создать банк  дополнительных задач и заданий для учащихся, работающих в более быстром темпе.

2. Методика проведения лабораторно-практической работы

Лабораторные работы можно условно разделить на несколько видов таких, как репродуктивные, поисковые и частично-поисковые. При проведении репродуктивных лабораторных работ учащиеся пользуются подробными инструкциями, где сформулированы: цель лабораторной работы, указано оборудование,  порядок выполнения, таблицы, выводы, контрольные вопросы (приложение 4).

При частично-поисковых лабораторных работах от учащихся требуют самостоятельного подхода к выполнению задания, то есть им необходимо самим осуществлять действия, подбирать справочную и специальную литературу (приложение 5).

При поисковых лабораторных работах учащиеся сами решают новую для них проблему, руководствуясь только своими теоретическими знаниями.

Качественная лабораторная работа представляет собой соблюдение всех трех методик, когда учащихся, опираясь на собственное мнение и взгляды учителя, прорабатывает проблему и находит решения.          

Помимо всего прочего, лабораторные работы могут проходить в трех вариантах: фронтальные, групповые и индивидуальные. Фронтальная лабораторная работа занимает всех учащихся для выполнения одной и той же работы. Групповая форма организации лабораторных работ предполагает, что учащиеся собираются в группу из 2-5 человек и делают совместно задание. Индивидуальная форма, говорит сама за себя, учащийся в этом случае анализирует информацию самостоятельно.

Должна быть предусмотрена возможность создания для каждого ученика (или группы учеников) индивидуального содержания работы. Можно дифференцировать задания по уровню сложности. При этом необходимо учитывать с одной стороны, возможность обеспечения максимальной самостоятельности ученика при выполнении каждой работы, включающая в себя и сборку установки, и построение теории, и выбор стратегии достижения цели, и способы исполнения работы. С другой стороны, должна быть обеспечена возможность оказания ученику оперативной помощи на любом этапе работы и по любой из перечисленных позиций.

Реализовать названные принципы можно, если инструкции к работам написать в таком виде, чтобы они в своем максимальном виде содержали всю информацию, необходимую для выполнения экспериментальных заданий.   В то же время, максимальные инструкции должны состоять из независимых блоков, которые при необходимости можно было бы из них извлекать. Независимыми блоками инструкций могут быть следующие блоки:

ü  Тема работы.

ü  Качественное описание процесса, подлежащего исследованию.

ü  Математическое описание процесса, подлежащего исследованию.

ü  Цель работы.

ü  Особенности эксперимента и экспериментальной установки.

ü  Задания по выполнению работы с формой отчетности.

Различие же целей и заданий индивидуализирует практическую деятельность учеников при выполнении работ.

При грамотной организации лабораторных занятий по физике у учащихся формируются представления о роли и месте эксперимента в познании.

 

Глава 4.

Занимательные опыты по физике

 

Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Можно предложить опыты, проводимые самими учащимися:

1)  опыты-демонстрации, проводимые учащимися при ответах;

2)  опыты, проводимые учащимися вне школы по домашним заданиям учителя;

3)  наблюдения кратковременных и длительных явлений природы, техники и быта, проводимые учащимися на дому по своему желанию и интересу.

В этом случае опыт не только учит, он увлекает ученика, заставляет лучше понимать то явление, которое он демонстрирует (приложение 6).

Занимательные опыты можно  наглядно показать с помощью легороботов. При разработке методики применения образовательной робототехники в преподавании учебных предметов, в частности физики, прежде всего, необходимо сформулировать цели ее использования:

1) демонстрация возможностей робототехники как одного из ключевых направлений научно-технического прогресса;

2) демонстрация роли физики в проектировании и использовании современной техники;

3) повышение качества образовательной деятельности:

ü  углубление и расширение предметного знания,

ü  развитие экспериментальных умений и навыков,

ü  совершенствование знаний в области прикладной физики,

ü  формирование умений и навыков в сфере технического проектирования, моделирования и конструирования;

4) развитие у детей мотивации изучения предмета, в том числе познавательного интереса;

5) усиление предпрофильной и профильной подготовки учащихся, их ориентация

на профессии инженерно-технического профиля.

Анализ и обобщение имеющегося опыта работы позволил выделить следующие направления использования роботов в преподавании физики:

1. Робот как объект изучения. Изучение физических принципов работы датчиков,

двигателей и других систем конструктора.

2. Робот как средство измерения в традиционном эксперименте. Датчики базового конструктора и дополнительные виды датчиков (Vernier, HiTechnic и др.) используются как измерительная система в физическом эксперименте с обработкой и фиксацией

его результатов в различных видах.

3. Робот как средство постановки физического эксперимента (роботизированный эксперимент). Комплексное использование двигателей, систем оповещения, датчиков,

робототехнического конструктора в демонстрационном и лабораторном эксперименте.

4. Робот как средство учебного моделирования и конструирования. Применение

образовательной робототехники в проектно-исследовательской и конструкторской работе учащихся:

использование имеющихся роботов с другими системами,

создание нового робота,

модернизация робота (разработка и проектирование новых датчиков и других систем робота, расширяющих возможности его использования, в том числе в новых условиях).

Робототехника поощряет детей мыслить творчески, анализировать ситуацию и применять критическое мышление для решения реальных проблем. Возможность делать и исправлять ошибки в работе самостоятельно заставляет школьников находить решения без потери уважения среди сверстников. Робототехника в школе приучает детей смотреть на проблемы шире и решать их в комплексе. Созданная модель всегда находит аналог в реальном мире. Задачи, которые ученики ставят роботу, предельно конкретны, но в процессе создания машины обнаруживаются ранее непредсказуемые свойства аппарата или открываются новые возможности его использования (приложение 7). Настройка датчиков  и обработка информации с помощью датчиков дают школьникам представление о различных возможностях реализации эксперимента.

Общий ход занятия с робототехникой выглядит приблизительно так:

ü  Постановка задачи

ü  Способы ее решения логическим путем и определение, какие именно команды должен выполнить робот

ü  Конструирование робота с необходимыми блоками, моторами и сенсорами

ü  Программирование

ü  Отработка на полигоне

ü  Размышление что можно улучшить или изменить в конструкции робота или программе для более качественного решения поставленной задачи.

Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету. Ведь известно, что человек заинтересованный в конечном результате добивается успеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы  

 

1.  Блудов М.И. Беседы по физике. - М.: Просвещение, 2007. -112 с.

2.  Буров В.А. и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике в средней школе. –

 М.: Академия, 2005. - 208 с.

3.  Галлингер И.В. Экспериментальные задания на уроках физики // Физика в школе. - 2008.

-№ 2 . - С. 26 - 31.

4. Знаменский А.П. Основы физики. - М.: Просвещение, 2007. - 212 с.

5.  Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках физики при изучении нового материала. - М.: Просвещение, 2006. - 492 с.

6. Кабардин О.Ф. Педагогический эксперимент // Физика в школе. - 2009. -№ 6 . - С. 24-31.

7. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. Под ред.С.Е.Каменецкого, Н.С.Пурышевой. - М.: ГЕОТАР Медиа, 2007. - 640 с.

8. Шилов В.Ф. Домашние экспериментальные задания по физике. 9 - 11 классы. - М.: Знание, 2008. - 96 с.