Теория познания в процессе обучения физике

Содержание

1.   Введение…………………………………………………2

2.   Теория познания в процессе обучения физике………..3

3.   Основные положения концепции научного

познания…………………………………………………8

4.   Организация научного познания………………………9

5. Основные понятия методологии

     научного познания…………………………………….10

6.   Научный метод познания и его использование

в обучении физике……………………………………..10

    а) Наблюдения и эксперименты в системе

          развития учащихся и ознакомления с теорией познания……..11

     б) Формирование понятия гипотеза…………………………………18

     в) Физические модели…………………………………………………20

     г) Теоретический метод изучения природы……………….26

    д) Экспериментальный метод изучения природы………..31

7.   Заключение……………………………………………..35

8.   Список литературы…………………………………….38

9.   Приложения

Введение

Сегодня, на фоне радикальных изменений, произошедших в жизни людей в XX в., в условиях кризиса гуманистической культуры, «классическая» модель обучения не отвечает тем новым требованиям, которые предъявляются людьми к образованию. Эти требования в первую очередь сводятся к необходимости изменения ценностных ориентаций. Доминирующими должны стать ценности существования жизни и природы, уважение личности и ее прав, понимание чужой точки зрения, признание диалога, сотрудничества, высших общечеловеческих начал.

Ценность физики как учебного предмета в школе не исчерпывается вкладом в систему знаний об окружающем мире и раскрытием роли науки в экономическом и культурном развитии общества и государства. Больше чем какой-либо другой предмет, физика способствует формированию современного научного мировоззрения и миропонимания. Физика больше других предметов учит научному методу познания. Благодаря тому, что физика изучает наиболее простые формы движения материи, на учебных занятиях есть возможность показать весь процесс познания сути явления от возникновения проблемы до ее решения и его проверки. Учебный процесс овладения основами физики как науки обладает уникальными потенциальными возможностями для знакомства учащихся с методом научного познания и на его основе развития способностей к познавательной и творческой деятельности.

В последние годы появились труды, в которых разрабатываются подходы и методы, позволяющие выстраивать образовательный процесс на гуманистических основах. Важно гуманистически ориентировать и физическое образование. Сегодня преподавание физики не должно преследовать узкопрагматическую цель – дать ребятам знания о физической картине мира. Ее формирование на уроках должно сопровождаться осмыслением вопросов: Кто такой я в этом мире? Что представляет собой мир, в котором я живу? Что такое добро и что такое зло? Какой смысл имеет мое существование? и др.

  На мой взгляд, наиболее оправдан подход, который ставит ученика в позицию творческого исследователя физической реальности. Следовательно, в процессе обучения должен найти отражение цикл научного познания: от наблюдений – к выдвижению гипотезы, от гипотезы – к теоретическому обобщению и практическому применению. И тогда, окончив школу, молодой человек может забыть закон Ома, но, опираясь на сформированные при изучении этого закона творческие способности, он всегда найдет правильной выход из жизненной ситуации.

Я считаю, что нет необходимости уделять много внимания таким вопросам науки, с которыми школьник, скорее всего никогда и не столкнется в жизни. А вот если практическое применение изучаемого будет показано на хорошо знакомых из обыденной жизни примерах, то польза от этого будет большая.

На мой взгляд, построение процесса познания учебного предмета учеником на основе научного метода познания обеспечивает необходимый переход от пассивного метода обучения к активному методу, от репродуктивного метода к творческому методу. Говоря образным языком древних, внедрение новой технологии обучения на основе метода научного познания позволяет перейти к новой модели обучения: от представления головы ученика в виде кувшина, который нужно наполнить знаниями, к представлению о факеле, который нужно зажечь. 

Хочу, чтобы ученики получали удовольствие и пользу от знакомства с удивительной наукой под названием «Физика», чтобы они формировались как носители истинно человеческого в человеке. Эта цель заслуживает того, чтобы посвятить ей жизнь.

Теория познания в процессе обучения физике.

                                     …от живого созерцания к

                                       абстрактному мышлению

                                                     и от него к практике…

                                                                        В.И. Ленин

«Концепция модернизации Российского образования на период до 2010 года» и «Стандарт общего образования» (принятый 5.03.2004 г.) среди главной цели образования выделяют формирование функционально грамотной, творческой личности, способной к успешной социализации в современном обществе. Прежние подходы к методике обучения не позволяют в полной мере реализовать эту цель. Репродуктивные методы, воспринимающие ребёнка как сосуд, который нужно наполнить знаниями, требуют от ученика лишь заучивания и запоминания огромного количества учебной информации. Такое обучение не комфортно для ученика и не способствует его развитию и приобретению опыта деятельности, необходимого в реальной жизни.

Современные тенденции модернизации образования во всём мире основаны на понимании того факта, что всех этих недостатков лишены методы обучения, основанные на методологии научного познания: ведутся поиски оптимальной структуры учебного курса и методов обучения в соответствии с методологией изучаемой науки.

Ценность физики как учебного предмета в школе не исчерпывается вкладом в систему знаний об окружающем мире. Больше чем какой-либо другой предмет, физика способствует развитию личности ученика, его познавательных и творческих способностей. Всё это становится возможным благодаря тому, что в физике используется научный  метод познания, который позволяет не только делать открытия, но и даёт мощное средство самоопределения и самореализации в реальной жизни. Таким средством в обучении должен  стать деятельностный подход на основе научного метода познания. Школьников необходимо не только знакомить с научными данными, но и с тем, как они были получены. Иначе говоря, школьники должны в самых общих чертах освоить современную теорию познания (через знакомство с научным методом познания).

На уроке учитель одновременно учит всех учащихся, но следует понимать, что процесс познания у каждого ученика сугубо индивидуален: он определяется тем, насколько ученик владеет методом познания, т.е. умеет его применить к усвоению изучаемого на уроке материала. Овладение научным методом познания означает фактически готовность ученика «переоткрыть» уже сделанное в науке открытие. Для ученика учебный материал при таком подходе к обучению должен иметь субъективную новизну, а для учителя – выступать как средство создания проблемной ситуации. Таким образом в учебном процессе становится возможным уйти от традиционного восприятия и воспроизведения готовых знаний (что порождает информированность, осведомлённость и только) к познанию как творческому процессу отражения в сознании ученика окружающего материального мира. Главным для ученика становятся не знания как самоцель учения, а сам процесс выявления сущности закономерностей, данных ему в научных открытиях.

Процесс познания в науке осуществляется на двух уровнях: эмпирическом и теоретическом. Физики используют экспериментальный и теоретический методы изучения природы. Основоположником научного метода познания принято считать Г. Галилея. Фактически метод Г. Галилея соответствует эмпирическому уровню познания. Основоположником теоретического метода по праву можно считать И. Ньютона.

Заслуга Г. Галилея заключается в том, что он отказался от господствовавшего до него представления о том, что человеческий разум должен лишь непосредственно воспринимать знания из внешнего мира, т.е. через наблюдения. Г. Галилей в своих исследованиях центральным моментом считал выдвижение гипотезы и её экспериментальную проверку, т.к. первоначально гипотеза есть просто догадка. Здесь уместно вспомнить замечание А. Эйнштейна о том, что никакого логического пути от опыта к гипотезе не существует: этот переход осуществляется благодаря интуиции. В этом проявляется акт творчества, а люди, обладающие таким творчеством, и творят науку, совершая открытия.

Г. Галилей выделял 4 составных части процесса познания:

1)    чувственный опыт;

2)    интуитивное выдвижение гипотезы;

3)    математическое (логическое) развитие гипотезы и вывод следствий (т.е. создание математического аппарата);

4)    экспериментальная проверка гипотезы (через проверку предсказаний теории – следствий).

Переходя к характеристике отдельных этапов цикла научного познания, хотелось бы отметить очень важный для понимания всего последующего тезис: суть научного метода познания заключается в модельном отражении действительности.

Итак, всякое познание начинается с наблюдения и описания явлений, процессов, отдельных объектов, иначе говоря, с фиксации научных фактов, которые сами по себе не могут считаться наукой как системой знаний. Наука призвана объяснить факты, раскрыть их сущность и предсказать новые ещё неизвестные науке.

Следующим этапом в познании является обобщение и систематизация опытных фактов и выдвижение гипотезы.

Чаще всего гипотеза рождается из противоречия между уже существующим знанием и результатами какого-либо фундаментального опыта. Фундаментальные опыты являются определяющими для построения физической теории. К числу таких опытов относятся опыты Резерфорда по рассеянию альфа - частиц, опыты Эрстеда, Ампера, Фарадея, Кулона, Кавендиша, Иоффе - Милликена, Майкельсона – Морли и т.д. Их фундаментальность в науке состоит в том, что их результаты не могут быть объяснены уже существующими теориями и требуют принципиально новых идей, гипотез, моделей и теоретического обоснования. Именно стремление понять суть этого противоречия и толкает учёного к выдвижению, понятного в начале только ему, предположения в виде гипотезы. В последствии гипотеза может превратиться (или нет) в закон (принцип, постулат). В силу того, что процесс выдвижения гипотезы сугубо субъективен  (т.к. основан на интуиции человека), любая гипотеза для установления её объективности нуждается в экспериментальной (или теоретической – мысленный эксперимент) проверке. При построении физической теории подтвердившиеся гипотезы превращаются в законы, принципы, т.е. основные положения теории.

С процессом выдвижения гипотез в познании очень тесно связано моделирование, результатом которого является построение мысленной   идеальной модели. Это связано с тем, что материальный мир, в принципе, не может изучаться одновременно во всех своих бесконечных связях и отношениях. При всяком построении модели происходит абстрагирование, отвлечение от несущественных для изучаемого явления, объекта или процесса свойств и осознанное выделение существенных сторон для образной интерпретации выдвинутой на предыдущем этапе познания гипотезы. Непонимание модельного характера теоретического знания приводит к приданию ему ( или модели) полной адекватности с реальным явлением, объектом, процессом. Хорошей иллюстрацией этого непонимания является, так называемый, корпускулярно – волновой дуализм света (или ещё более жёстко-двойственная природа света) Никакого дуализма света, а тем более его природы, нет. Природа света же едина, как и природа вообще. А вот отсутствие единой модели и употребление модели реальной действительности и приводит к тому, что на вопрос «Что такое свет?», учитель ждёт ответ, что свет обладает двойственной природой и в одних случаях ведёт себя как волна, а в других – как поток частиц, или что то же самое: в одних явлениях лучше проявляются волновые, а в других - квантовые свойства света. На самом же деле речь здесь идёт об ограниченности модели и границах её применимости. Всё выше сказанное вовсе не означает отказа от корпускулярно – волнового дуализма как краеугольного принципа квантовой механики.

Модели в физике создаются (в основном) двумя способами:

1)    с помощью предельного перехода;

2)    путём «приписывания» свойств.

Первым способом, в частности, получены модели материальной точки, математического маятника, абсолютно твёрдого тела, равномерного движения и многие другие. При таком способе моделирования вначале рассматривается группа объектов или явлений, обладающих определённым свойством в порядке убывания или возрастания степени выраженности этого свойства. Далее совершается мысленная операция – вывод о существовании мысленного объекта  или явления, либо лишённого данного свойства вообще (как в модели материальной точки), либо обладающего им в наивысшей « бесконечной степени» (например в модели абсолютно твёрдого или абсолютно чёрного тела).

Вторым способом получают модели микрообъектов и их систем. Так создаются модели идеального газа, электронного газа, модель движения электрона в атоме по орбите.

Однако существуют модели, которые нельзя получить путём приписывания или предельного перехода. Такие модели называют теоретическими конструктами. К ним, в частности, относятся модели электрона, фотона, электромагнитного поля.

Следующим этапом процесса познания должны быть теоретические следствия и экспериментальное подтверждение выдвинутых гипотез. Под теоретическими следствиями следует понимать полученные в теории законы и, вытекающие из теоретических рассуждений предсказания, которые и проверяются в экспериментах. Следует понимать, что сами теоретические законы не проверяются в экспериментах, а проверяются вытекающие из них новые явления, соотношения между физическими величинами, в общем воспроизведения физической теории. После того как в экспериментах будет подтверждена справедливость следствий,  считается, что создана физическая теория. Если же в экспериментах предсказания не подтверждаются, то начинается новый цикл познания на более высоком уровне. Это может привести к созданию новой физической теории, построенной на новой системе исходных фактов, гипотез и моделей. Всем известно высказывание: отрицательный результат – тоже результат.

Анализ схемы научного познания позволяет сделать важный вывод: процесс познания в науке идёт по спирали и имеет циклический характер.

Научный метод познания позволяет:

1)    раскрыть сущность явления по его внешним признакам (объяснительная функция теории);

2)    воспроизвести явление в виде модели, формулы, графика, предвидеть новые, ещё не известные науке, явления или процессы (предсказательная функция теории).

Использование научного метода познания в обучении служит условием личностной ориентации обучения. При таком подходе к организации учебного процесса главным является развитие познавательной инициативы. Обучение ведётся на основе алгоритма научного познания через создание учебных проблем. Приобретение знаний осуществляется учащимися в ходе экспериментальных и теоретических исследований.

С целью приобщения учащихся к самостоятельному познанию необходимо учить учащихся:

-         проводить наблюдения;

-         измерять физические величины;

-         устанавливать вид функциональной зависимости между физическими величинами;

-         обрабатывать и систематизировать полученные данные (в виде таблиц, графиков, диаграмм, формул);

-         выдвигать обоснованные предположения (гипотезы);

-         моделировать явления;

-         делать теоретические выводы;

-         проверять их экспериментально;

-         конструировать несложные устройства на основе изученных явлений;

«Центр тяжести» переместится с заучивания и запоминания сведений на приобретение опыта деятельности в познавательной сфере на материале физики как науки. В физических исследованиях цикл познания может быть детализирован и представлен следующей схемой.

Основные положения концепции научного познания

          Нельзя отожествлять познание ученого и обучение школьника. Но, при всех многочисленных различиях в процессах познания исследователя и ученика принципиальное сходство их состоит в том, что познание для всех и всегда индивидуально, оно зависит от предшествующего опыта каждого. Все одинаково хором могут заучить стихотворение, закон или правило, но понимание смысла заученного всегда будет индивидуально, поскольку зависит от индивидуального опыта и индивидуальных способностей.

Выделим основные положения из концепции научного познания, которые должны быть поняты и усвоены учащимися для самостоятельного овладения научным знанием:

·        научное познание имеет циклический характер и состоит из взаимосвязанных звеньев: наблюдение и анализ фактов, формулировка проблемы, выдвижение гипотезы, теоретический вывод следствий, их экспериментальная проверка, установление эмпирических законов и применение теории на практике;

·        научное знание от верования отличается выверенностью фактов, обоснованностью теоретических положений, логической строгостью выводов и подтверждением на практике;

·        научное знание опирается на конечное число отобранных фактов и поэтому оно имеет область применения и границы применимости;

·        научное знание базируется на прежнем опыте и поэтому модельно; в процесс развития науки при получении новых фактов модели объектов и явлений развиваются, уточняются и меняются, меняется их интерпретация;

·        совпадение теоретических выводов с результатами опыта подтверждает применимость построенной модели в данной области, но не свидетельствует об окончательном познании объекта или явления;

·        в научном познании одинаково важны как интуитивная догадка при выдвижении гипотез и при поиске способов применения теории на практике, так и строгие логические преобразования при выводе теоретических следствий и научных предсказаний.

Все это должно стать естественным  результатом обучения в самостоятельной познавательной деятельности.

Организация научного познания

          Что же требуется от ученика при усвоении теории познания? Важно, чтобы в результате изучения школьного курса физики ученики могли ответить, например, на такие вопросы:  В чем заключается научный метод познания? Каковы важнейшие категории научного познания? Какова роль индукции и дедукции в процессе познания? Какова роль фактов, гипотез, моделей, теоретических выводов и экспериментов в научном исследовании? Где границы между научным и псевдонаучными утверждениями? Почему научный метод познания является самокорректирующим? В чем большая ценность науки, практическая или предсказательная? Являются ли модели и теории лишь прагматическим инструментом  познания или они действительно описывают реальный мир? Всегда ли реальность соответствует логическим выводам теории?

          Известно положение педагогической классики о том, что нельзя в процессе обучения на хрупкие плечи ребенка возложить труд, который проделала наука за тысячелетия своего развития. Речь идет не об этом, а о некоторой корректировке существующей методики обучения:

·        принцип цикличности обучения, реализуемый на исторических примерах развития науки, а также путем построения учебного материала и методов его изучения в соответствии с концепцией научного познания;

·        обучение школьников методам изучаемой науки, в том числе методам установления эмпирических законов, выдвижения модельных гипотез, теоретического предвидения и эксперимента;

·        наряду с логическими упражнениями (задачи и лабораторные работы) использовать творческие, типа: исследовать и установить почему это так…или сконструировать в соответствии с заданными требованиями…

Основные понятия методологии

научного познания

Интерпретация данных – перевод данных и их значений, результатов наблюдений на язык научных понятий.

Выдвижение гипотезы – попытка причинно или логически объяснить комплекс достоверных наблюдений так, чтобы каждое объяснение могло быть проверено и обосновано или опровергнуто результатами проверочных экспериментов.

Моделирование – построение мысленной картины или физической системы на основе фактов, взятых из наблюдений. Модель строится для осмысления наблюдаемых явлений и для предсказания новых эффектов и изменений – отличных от тех, которые привели к построению данной модели. Модель может быть представлена в семантической, образной или знаковой форме, а также их совокупностью.

Теоретическое предвидение –ожидаемые изменения в той или иной системе. Предсказания делают не как случайную догадку, а как логический вывод, основанный на эмпирических законах и принципах, или выводят из модельной теории, построенной на основании эмпирических данных.

Научный метод познания природы и его использование в обучении физике

Переходя к рассмотрению вопроса опыта работы обучения  учащихся научному познанию, хочется сказать, что данная деятельность учителя физики не может вестись от случая к случаю, а должна быть систематической. На каждом уроке должны решаться одна (или несколько) из следующих проблем. Это могут быть вопросы, предлагаемые учащимся на различных этапах урока:

-         Какие научные факты являются основой данного утверждения (формулировка эмпирического закона или гипотетического утверждения)?

-         Какая гипотеза лежит в основе тех или иных теоретических рассуждений?

-         Какая модель используется для построения данной физической теории и получения теоретических предсказаний?

-         На каких законах физики основано то или иное теоретическое следствие, предсказание, вывод?

-         Какую теоретическую модель мы используем при решении учебной физической задачи? Осмыслить условие задачи в категориях научного метода познания.

-         Как можно применить данный график, рисунок, формулу к известному процессу или явлению?

-         Какие теоретические выводы можно сделать на основе имеющегося или полученного графика, таблицы, рисунка, диаграммы?

Регулярно следует предлагать учащимся задания на составление собственных задач на основе использования изученных физических закономерностей.

Наблюдения и эксперименты

в системе развития учащихся

и ознакомления с теорией познания.

В начале два определения.

Наблюдение – это целенаправленное восприятие посредством разных органов чувств (зрения, слуха. осязания, обоняния) чего-то происходящего без участия наблюдателя.

Эксперимент – вид деятельности человека, связанный с чувствами и практическими действиями. Это преднамеренное воспроизведение ситуации или объекта познания, это опыт, с помощью которого в управляемых и контролируемых условиях ведётся исследование.

Учебные опыты и наблюдения- неотъемлемая часть уроков физики; так считается издавна. Они, как правило, -иллюстрация явлений и проверка закономерностей – играют роль доказательств. Но теперь в современных условиях есть смысл расширить их функции и более тесно увязать с ознакомлением теории познания и развитием  учащихся.

Эксперименты и наблюдения поставляют человеку факты о природных явлениях (а не знания!), обеспечивая «живое созерцание», являющееся исходным пунктом процесса познания. Они связаны с чувственным восприятием информации, в котором главную роль играют ощущения – зрение, слух, осязание. Это первый этап: накопление фактов (например, путём просмотра фрагментов видеофильма из серии «Школьный физический эксперимент»).

Затем наступает второй этап: анализ и осмысление  этих фактов через мышление; этот этап совершается в мозгу человека и называется «абстрактное мышление». Именно оно даёт возможность проникнуть в суть явления, процесса, объекта, установить связи, причины, следствия, объяснить закономерности, создать теории явления. Этот этап осуществляется путём рассуждений. Ведущие методы его реализации – беседа, полностью самостоятельные действия, дискуссии.

Третий этап процесса познания – практика: выдвинутые теоретические положения (гипотезы) проверяют опытом, которые устанавливают их истинность или ложность. На этом этапе эксперимент выступает как «критерий истины».

С учётом основ теории познания можно конструировать уроки изучения нового материала. Приведу пример.

Вначале надо организовать наблюдения и поставить эксперименты для получения новых для учащихся фактов. Это можно сделать следующим образом: молча поставить опыт, показать без звука и комментариев фрагмент видеофильма и предложить поставить фронтально опыт; в своём движении к знанию отталкиваться от полученных фактов. Из этих опытов и наблюдений можно сделать выводы.

Затем нужно попытаться объяснить наблюдаемые явления и выявленные закономерности (для чего выдвигают гипотезу), вывести следствия, установить причины.

Затем продумывают, какие проверочные эксперименты можно поставить, каковы их идеи и как их можно осуществить. Результаты выполненных экспериментов сравнивают с теоретическими предсказаниями и делают выводы.

Так построенный урок позволяет

·               вовлечь учащихся в наблюдения и постановку опытов с целью получения новых фактов;

·               приучить путём мыслительной операции «индукции» делать выводы из полученных фактов;

·               организовывать обсуждение вопросов, выясняющих связи макро- и микромиров.

·               выяснить причины события и возможные закономерности, которым события подчиняются. Эта работа связана с осуществлением мыслительных операций «дедукция» и «систематизация»;

·               выдвинуть идею проверочного эксперимента, спланировать его и осуществить;

·               сравнить экспериментальные и теоретические результаты, сформулировать выводы.

Всё это

·        знакомит учащихся с научным методом познания, вооружает методологией (общим подходом), что очень важно и для обучения, и для дальнейшей жизни;

·        вовлекает учащихся в разнообразные учебные действия: и практические, и мыслительные, обеспечивая тем самым их познавательную деятельность, психологическое развитие и самостоятельность.

Урок, посвящённый теплопередаче.

Начало урока. Учитель без предварительного пояснения предлагает учащимся опыт, поставленный по нагреванию железной проволоки, зажатой в штативе, к которой прикреплены воском маленькие гвоздики (см.  с. 11 рис. 6 в учебнике А. В. Перышкина «Физика – 8», 2001). Затем заменяют железную проволоку медной такой же длины и толщины и повторяют опыт, а потом еще раз повторяют опыт, но уже с алюминиевой проволокой.

          Просят сделать вывод из проведенных наблюдений (вывод такой: наблюдаемый факт – тепло распространяется вдоль проволок, т.е. передается тепло по металлу).

Второй этап: объяснение наблюдаемых фактов. Чтобы организовать его, предлагают учащимся в сильном классе вспомнить основные положения МКТ, в слабом  - ответить на ряд вопросов:

1)    Каково строение металлов?

2)    Что мы можем сказать о состоянии его атомов или молекул?

3)    Меняется ли скорость движения молекул и атомов у того конца проволоки, который нагревают?

4)    Влияет ли это на соседние молекулы? Как?

5)    С каким физическим параметром (величиной) связана скорость движения молекул и атомов в теле?

6)    Можете ли вы теперь объяснить распространение тепла вдоль проволоки?

В ходе ответов на эти вопросы объяснен наблюдаемый факт.

Выведем следствие, взяв за основу основные положения МКТ.

          Что могут предложить учащиеся? Они выдвигают такие гипотезы:

1.     Чем сильнее нагревать, тем больше тепла будет распространяться вдоль проволоки.

2.     Чем длиннее будет проволока, тем меньше будет нагреваться удаленный ее конец.

3.     Температура разных участков проволоки от нагреваемого конца к другому должна постепенно уменьшаться.

4.     Если одновременно на одном источнике нагреть три разные проволоки, то результаты их нагрева будут разные.

5.     Если проволоку заменить стеклянной палочкой такой толщины и длины, то результат будет иной, чем при нагревании проволоки.

6.     Передавать тепло могут не только твердые тела, но и жидкие, а также воздух.

7.     Способность передавать тепло у жидкостей должна быть меньше, чем у металлов.

Гипотезы записывают на доске, а потом предлагают их авторам обосновать свои предположения.

          Учитель может прокомментировать каждое мнение:

1.     теплопроводность зависит от источника нагревания;

2.     результат передачи теплоты зависит от длины пути распространения тепла;

4. способность к теплопередаче зависит от материала (вещества).

5. одни вещества плохо передают тепло, а другие хорошо.

6. способностью к теплопередаче обладают не только твердые тела, но            жидкости и газы.

          Учитель должен обратить внимание на следующее. Нужно различать: способность вещества передавать тепло (его теплопроводность) зависит от рода вещества (металлы, стекло, дерево, пластмассы) и результат передачи тепла зависит от источника нагрева, длины пути, окружающей среды.

          Далее следует третий этап познания урока. Учащиеся придумывают и выдвигают предположения, как проверить каждую гипотезу, т.е. какой поставить для этого опыт. Авторы предположений выполняют эти опыты на демонстрационном столе и рассказывают о них классу, сообща формулируют вывод.

          В заключении урока учитель предлагает учащимся привести примеры теплопроводности, которые можно наблюдать в природе, технике, быту и т.д. и заполнить таблицу.

Теплопередача

Где наблюдается?	Примеры
В природе В технике В быту В медицине

          Таким образом, опираясь на наблюдения, теорию познания и реализуя деятельностный подход к преподаванию, мы ввели понятие о теплопроводности, ее причинах, свойствах, проявлениях, следствиях, рассмотрели примеры.

Урок, посвященный световым явлениям.

          Возможен другой вариант использования наблюдений и экспериментов на уроке изучения нового. Исходим из того, что в науке и преподавании ими могут выполняться две функции: 1) знакомство с новым явлением и 2) получение новой более подробной информации. На уроке вполне логично может быть совершен переход от наблюдения опыта, поставленного учителем (он выполняет первую функцию), к экспериментам (вторая функция), выполняемым либо в демонстрационном варианте, либо опытом, которые ставят учащиеся.

          Этот переход можно осуществить так. Сказав: «Мы только что наблюдали, что луч света, переходя из воздуха в воду, на границе раздела меняет направление своего распространения. Это новое для нас явление. Чтобы мы хотели узнать о нем»? (Приглашают учащихся высказать свои мысли.) Мысли записывают в столбик на доске. Высказывания могут быть такими.

          Надо узнать:

1.     Всегда ли луч белого света при переходе из воздуха в воду отклоняется одинаково от своего первоначального направления?

2.     Будет ли изменять свое направление узкий пучок света, идущий в обратном направлении: из воды в воздух?

3.     Если температура воды будет более высокой или низкой, чем ранее, какой будет результат?

4.     А изменится направление светового луча, идущего из воздуха в другую жидкость (не в воду).

5.     Как поведут себя в такой ситуации цветные лучи, например, красный, зеленый?

6.     Будет ли «ломаться» луч, если он пойдет из воздуха в стекло, т.е. в другое прозрачное вещество?

7.     Изменится ли «картина», если пускать луч под разными углами к границе раздела «воздух – вода»?

8.     А можно ли сделать, чтобы луч на границе «воздух - вода» не «ломался»?

9.     Как назвать явление?

10. Подчиняется ли оно какому – либо закону?

11. Как объяснить явление « перелома» луча при переходе из одной прозрачной среды в другую?

Выдвижение вопросов для экспериментального изучения нового явления может происходить интуитивно. Но лучше, если учащимся будут даны некоторые ориентиры общего характера. Например, связать эти вопросы с такими проблемами:

·        Что изменится, если изменится объект воздействия?

·        Как влияют условия на результат?

·        Как объяснить эффект (или какую теорию вопроса вы построите)?

Каждый раз учащийся конкретизирует эти вопросы, приспосабливая к своей проблеме.

          Для того, чтобы учащиеся пользовались этой схемой более осознанно, их нужно научить проводить анализ установки и наблюдаемого процесса. Они должны выделить:

изучаемый объект (в данном случае луч света),

среду воздействия (система воздух – вода и др.),

условия ( цвет луча, вещество среды, температура среды и угол падения луча на границу раздела и др.).

С чем связано это явление?

          Далее учитель должен спросить учеников: « Где и как искать ответы на поставленные вопросы?». В ходе обсуждения решают: для ответов на вопросы 1-8 нужно поставить опыты, а для ответов на вопросы 9-11 нужны теоретические рассуждения.

          Выделим первую группу вопросов. Чтобы их разрешить, необходимы эксперименты; именно они позволят изучить явление, его свойства и особенности. Таким образом, мы можем создать «внешнюю» картину явления, его феноменологическое описание.

          Если вдуматься в созданный «переход» от наблюдений к эксперименту, то станет очевидным, что он вписывается в структуру процесса познания, обеспечивая его первый этап – возможность восприятия, «живое созерцание», ему может быть присвоен статус «общего правила».

          Процесс создания этого перехода связан с мышлением и, в частности, с анализом, конкретизацией  и формулированием вопросов.

          Важно, чтобы из каждого эксперимента, повторив его несколько раз, ученики

·        сделали вывод. Это научит их пользоваться мыслительной операцией «индукция» (от частного к общему);

·        свели все факты и выводы воедино (просуммировали).Выполнение этого шага – мыслительная операция «синтез».

Обращаем внимание, что выводы имеют вероятностный характер. Подчеркиваем, эксперимент на стадии «живого созерцания» выполняет функцию накопления фактов о новом явлении.

         Заключительный шаг второго этапа («абстрактное мышление») – вывод следствий из созданной теории и предсказание новых фактов и явлений.

         В учебных целях желательно, чтобы следствия несложно было проверить.

         Далее в познании наступает третий этап: проверка правильности созданной теории и сделанных выводов. Все это выясняют постановкой новых опытов. Проверяют:

         выполняются ли следствия, т.е. происходит ли все так, как предсказано;

         продумывается проверочный эксперимент. Здесь опыт выступает как «критерий истины».

         На этом этапе нужно вначале продумать, как сделать проверочный опыт, а уже потом переходить к практической части и ставить эксперимент.

·        Процедурам выполнения наблюдения и экспериментов, учащихся нужно обучать. Работы по описаниям, данным в учебнике, в значительно меньшей мере, чем возможно, обеспечивают развитие мыслительных и практических умений.

Алгоритмы действий

Проведение наблюдений

Нужно ответить на вопросы:

1.     Что я увидел, услышал, осязал?

2.     Тела, участвующие в событии?

3.     Что происходило с каждым телом?

4.     Что было постоянным?

5.     Что изменилось?

Вывод.

Постановка эксперимента

Нужно ответить на вопросы:

I. Цель

Что я хочу узнать?

II. Замысел эксперимента

1)    Какова идея опыта?

2)    Что направленно будем изменять? Каким образом? Что на это должно реагировать?

3)    Какие параметры остаются постоянными? Как добиться этого? Как следить за этим?

Что будет меняться как функция сделанных изменений? Как следить за этим?

III. Оборудование

Какие нужны приборы?

Какие требуются материалы?

Какой должна быть установка для эксперимента (схема или рисунок)?

IV. Ход работы

Как нужно действовать (план)?

V. Результаты

Что получено? (Цифры, факты, таблица, график, структурная схема).

VI. Выводы

Насколько точны полученные результаты (расчет погрешности).

VII. Обдумывание результатов и взгляд в будущее

1)    Как изменить опыт, чтобы результаты стали лучше?

2)    Можно ли продолжить исследование? Для чего? Как?

Усвоение учащимися приведенных алгоритмов приучает их действовать осознанно, вырабатывает культуру труда, вовлекает в активный мыслительный процесс.

Формирование понятия «гипотеза».

Выдвижение гипотезы – необходимый этап познания. Для более глубокого усвоения этого понятия можно использовать проблемно –  деятельностный подход, основанный на трудах отечественных психологов Л. С. Выготского и А. Н. Леонтьева. Деятельность учащихся по освоению нового материала строится по следующей логической цепочке: создание проблемной ситуации ® формулировка проблемы ® выдвижение гипотезы ® её обоснование ® проверка гипотезы.

Рассмотрим сказанное на примере урока по теме «Диффузия». Урок начинается с вопроса: « Почему, пролив духи в одном конце класса, мы через некоторое время ощутим их запах в другом конце?» Ученики высказывают по этому поводу свои предположения, которые фиксируются учителем на доске. Возникает вопрос, чьё высказывание наиболее правильно отражает сущность явления. Ученики предлагают несколько путей выхода из сложившейся проблемной ситуации. Учитель подводит итог дискуссии, формулируя и уточняя основную их мысль: Для обоснования предположения необходимо изучить соответствующую теорию. При этом учитель опирается на определение гипотезы как «особого рода предположения о ненаблюдаемых непосредственно формах связи явлений…как приём, включающий в себя как выдвижение предположения, так и его последующее доказательство», данное в философском  энциклопедическом словаре. Таким образом, в совместном обсуждении появляется рабочее определение гипотезы как предположения, требующего доказательства.

Для объяснения предположений о причинах распространения запаха духов следует использовать основные положения молекулярно – кинетической теории строения вещества. Далее учитель предлагает подкрепить теоретические рассуждения опытной проверкой. После демонстрации одного из опытов по диффузии вводится критерий достоверности гипотезы: если гипотеза обоснована и доказана, то её называют достоверной, в противном же случае – недостоверной. Завершается работа анализом деятельности учащихся при работе с гипотезой и выработки алгоритма:

1.     Выдвижение гипотезы;

2.     Её теоретическое обоснование;

3.     Экспериментальная проверка достоверности гипотезы.

Для удобства отслеживания навыков работы учащихся с гипотезой можно использовать деятельностные и аналитические карты. С помощью деятельностной карты ученик последовательно выполняет этапы работы с гипотезой, отмечая знаком «+» каждое проделанное действие.

Деятельностная  карта 1.

Вид деятельности	Выполнение
1. Выдвижение гипотезы; 2.Теоретическое обоснование; 3. Экспериментальное доказательство	+ + +

Данная карта не позволяет проверить степень самостоятельности ученика, определить, насколько полно сформированы у него действия. Это позволяет сделать аналитическая карта, заполняемая учащимися, по результатам работы с гипотезой на другом уроке.

Аналитическая карта.

Вид деятельности	Выполняю
	самостоятельно	иногда с помощью	всегда с помощью
1.Выдвижение гипотезы; 2.Теоретическое обоснование; 3.Эксперимента   льное доказательство	+ +	+

Обрабатывая карты, учитель выявляет те действия, которые необходимо перевести на уровень самостоятельного выполнения при изучении нового материала. Как только в аналитической карте будет заполнена полностью первая колонка, следует провести контроль усвоения формируемой деятельности. Для этого используется деятельностная карта 2.

Деятельностная карта 2.

Вид деятельности	Порядок выполнения
Выдвижение гипотезы Экспериментальное доказательство Теоретическое обоснование	1 3 2

Учитель контролирует умение работать с гипотезой по правильности обозначения учащимися последовательности выполнения действий.

В ходе нашего эксперимента выявлено, что ученики, осваивая работу с гипотезой как с одним из универсальных методов познания, привыкают добывать знания, возрастает их самостоятельность и активность на уроках, изменяется мотивация: они учатся не ради оценки, а для пополнения собственного багажа знаний. Благодаря этому повышается интерес к предмету, что положительно отражается на успеваемости учащихся.

Физические модели

( план – конспект урока объяснения нового материала. 10 класс)

          В качестве примера хотелось бы привести план урока «Физические модели». На предшествующем уроке рассматривались этапы и формы познания в физике, поэтому проверка домашнего задания связана со структурой научного знания и его особенностями. Кроме того, учащимся предлагаются задания для проверки сформированности оценочных умений, умений выявлять переменные, проверять данные, интерпретировать, решать нестандартные задачи. Результаты такой проверки помогают осуществлять в дальнейшем индивидуальный подход к учащимся.

          Образовательная цель: формирование представления о физических моделях и модельных приближениях как необходимом этапе научного познания.

          Оборудование: на каждый стол - комплект карточек-заданий, визитка (карточка с указанием имени и фамилии учащегося).

Ход урока

1. Организационный момент   (2 мин.)

2. Проверка знаний, их актуализация   (10 мин.)

          Вопросы задаются по рядам (на каждый стол по 2 вопроса по теме ряда и полный перечень вопросов). Если учащиеся не могут ответить на «свои» вопросы, им помогают сидящие за следующим столом или в другом ряду. Каждый учащийся может выбрать для себя тот вопрос, на который он может дать наиболее полный и обоснованный ответ.

1-й ряд: « Эксперимент»

1.     Как вы понимаете, что такое эксперимент?

2.     Приведите примеры физических экспериментов.

3.     Чем эксперимент отличается от наблюдения?

4.     Какую роль играют эксперименты в физике?

5.     От чего могут зависеть результаты экспериментов?

6.     Представьте себе, что проводится опыт по нагреванию воды в сосуде и с помощью термометра определяется температура в момент кипения. Можно ли утверждать, что вода обязательно закипит при 100 ⁰С?

7.     Могут ли измениться результаты эксперимента, если первый раз его проводит Петя, а второй – Вова? Объясните.

8.     Проводя эксперимент, по определению жесткости пружины, ученик получил ответ, не соответствующий табличному значению. Почему такое могло произойти?

9.     Какую роль в физике играют гипотезы? Приведите примеры физических гипотез.

10. Какую роль играют физические наблюдения?

2-й ряд: «Физический закон»

1.     Как вы понимаете, что такое физический закон?

2.     Чем отличается физический закон от любого другого физического знания?

3.     Что общего между любым физическим законом и другим физическим знанием?

4.     Всегда ли верен физический закон? Приведите примеры.

5.     Выскажите свою точку зрения и объясните, являются ли законами: а) «золотое правило» механики; б) принцип относительности Галилея; в) уравнение движения   х = х₀ + v₀t.

6.     Почему законы сохранения энергии и импульса называют фундаментальными?

7.     Можно ли назвать закон Гука фундаментальным?

8.     Как вы ответите на вопрос: «Правильны ли законы Ньютона»?

3-й ряд: «Физическая теория»

1.     Что такое физическая теория?

2.     Какие элементы физического знания включает в себя физическая теория? Какова структура физической теории?

3.     Как вы понимаете слова объяснительная и предсказательная функция теории? Приведите примеры.

4.     Какую роль играют фундаментальные опыты в физической теории? Ответ поясните на примерах.

5.     Как взаимосвязаны физический закон и физическая теория? Приведите примеры.

6.     Является ли научная теория абсолютно точным отображением действительности? Поясните.

7.     Какую роль в физике играют научные наблюдения? Приведите примеры.

8.     Какую роль в физике играют гипотезы? Приведите примеры физических гипотез.

3. Проверка сформированности различных умений   (12 мин.)

1.     Каково отношение длины вашей руки к длине вашего пальца по порядку величины?

А) 10¹;        Б) 10^-1;                В) 10 ³;                Г) 10^-3.

(Оценка ответов)

2.     В электрической цепи с постоянным источником напряжения изменение сопротивления приводит к изменению силы тока. Какое из следующих ниже утверждений является правильным?

А) Зависимой переменной является сила тока, а независимой – сопротивление;

Б) Зависимой переменной является сопротивление, а независимой – сила тока;

В) Зависимой переменной является сила тока, а независимой – напряжение;

Г) Зависимой переменной является напряжение, а независимой – сила тока.

(Выявление переменных величин)

3.     В четырех экспериментах были получены следующие значения для периода колебаний  маятника: 8,0 с; 8,1 с; 8,3 с и 9,6 с. Отметив последнее значение (9,6 с), в идеале учащийся должен:

А) получить среднее значение с учетом 9,6 с;

Б) перевести 9,6 с в другие единицы;

В) провести четвертое измерение вновь;

Г) заменить 9,6 с на 8,1 с.

Проверка достоверности экспериментальных данных.

4.     Движение тела описано на приведенном графике. Какое заключение можно сделать?

А) Скорость тела является постоянной;

Б) ускорение тела является постоянным;

В) ускорение свободного падения равно 9,8 м/с²;

Г) на тело не действует никакая сила.

Интерпретация данных.

5.     На планете Х стандартные единицы физических величин не обязательно такие же, как на Земле. Чтобы выяснить, как ведут себя тела при движении вдоль твердой и гладкой поверхности планеты, вновь прибывшие ученые хотят провести ряд опытов.

А) Какие инструменты вы бы взяли из школьной лаборатории? Обоснуйте свой ответ.

Б) опишите, как вы могли бы использовать это оборудование для измерения ускорения свободного падения на планете Х;

В) местные ученые заявляют, что ускорение свободного падения в данном месте равно 0,85 локтей/ свист². Какие вопросы вы должны задать, чтобы подтвердить, что значение ускорения соответствует тому, которое измерено вашими земными инструментами?

(Умение решать нестандартные задачи.)

6.     Производитель автомобилей может сконструировать два типа машин: один с жестким кузовом, а другой с разрушающимся при ударе, но оставляющим в сохранности пассажирский салон. Опираясь на знания об импульсе силы и механическом импульсе тела, приведите аргументы «за» и «против» каждого типа конструкции.

 (Проверка и последующее обсуждение результатов на этом этапе позволяют сделать первоначальные выводы о сформированности проверяемых умений и использовать индивидуализированный подход в обучении.)

4. Объяснение нового материала    ( 13 мин, тезисы лекции)

          Каждый шаг в изучении природы – приближение к истине. Физические законы – это только отдельные ступени в познании окружающего мира. Изучать сложные природные явления часто невозможно без введения упрощающих предположений, так что полученные с помощью теории результаты описывают приближенную картину. Эти приближения называются  модельными.

          Моделирование – это процесс построения мысленной идеальной модели объекта или явления для их изучения и объяснения. Он представляет собой обязательный, необходимый этап научного познания, потому что бесконечно многообразный материальный мир в принципе не может одновременно изучаться во всех своих бесконечных аспектах, связях и отношениях.

          Для любого объекта или явления, изучаемого в физике, создается модель, при этом происходит абстрагирование, отвлечение от несущественных в условиях данной физической задачи сторон действительности и выделение сторон главных, существенных для данного этапа и уровня познания объекта или процесса. В результате появляется описание идеального объекта (процесса), заменяющего в дальнейшем реальный материальный объект (процесс).

          После построения модели изучают именно ее. Правомерность выводов, полученных при изучении модели, проверяется путем выяснения соответствия этих выводов результатам научного эксперимента.

          Вопрос учащимся. Что дает нам право изучать движение материальных точек, ведь таких объектов в природе нет?

          Во многих случаях в физике употребляются различные названия  объектов и явлений, а также различные названия моделей этих объектов и явлений. Например, реальный груз на нити можно назвать нитяным маятником, а его модель – математическим маятником.

          По мере развития науки каждая последующая модель одного и того же объекта приближена к пониманию его строения и свойств.

          Границы применимости физической теории определяются пределами применимости используемой модели. Любая теория является описанием некоторой модели физической системы, некоторым приближением к реальности и поэтому в дальнейшем может быть развита и обобщена.

5. Закрепление  (5 мин)

Что такое физическая модель? Приведите примеры. В чем заключается взаимосвязь теории и физической модели? Чем определяются границы применимости физической теории?

6.Подведение итогов урока, сообщение домашнего задания (на выбор)  (3 мин)

1.     Придумайте и обоснуйте классификацию физических моделей.

2.     Составьте перечень изученных ранее физических моделей, попытайтесь обосновать, почему мы имеем право ими пользоваться. Результаты сведите в таблицу вида:

№ п\п	Название физической модели	Основания для ее использования

3.     Составьте тест из 5 вопросов по содержанию параграфа (к каждому вопросу по 4 варианта ответа, отметьте правильный ответ).

4.     Составьте развернутый план параграфа.     

Тема. Теоретический метод изучения природы.

Фрагмент урока

Этап	Учитель	Учащиеся
Актуализация знаний	- Уважаемые коллеги! Нет, нет, я не оговорилась. Сегодня вы не учащиеся  7 класса, а физики-теоретики, экспериментаторы, исследователи действия жидкости на погруженное тело. Именно этой проблеме посвящена наша научная работа.
Организация деятельности учащихся (постановка учебной проблемы).	Процесс научного творчества состоит из звеньев: (написано на доске) Наблюдения, опыты                     ↓ Научные факты                     ↓ гипотеза                     ↓ модель                     ↓ мысленный        эксперимент, математический расчёт                     ↓ эксперимент                     ↓ обобщение Всё это звенья процесса научного познания, и мы сегодня вместе в таком процессе поучаствуем.
Получение научного факта	Итак, всякое познание начинается с наблюдения и описания явлений. Что происходит с телами погружёнными в воду? Приведите примеры. Какой опыт можно поставить, чтобы пронаблюдать, как действует вода на погружённое в неё тело? Опыт по рис. |                            O    | |        O                        | |                                   | |_________O_______| шарики: 1.     деревянный 2.     стальной 3.     пенопластовый Что происходит с каждым из шариков? Итак, накоплено множество фактов о том, что тела в воде всплывают, а те, которые тонут в воде, становятся  легче. Это и есть научные факты.	Учащиеся приводят примеры. Мяч, лодка, корабль – плавают. Тяжёлые тела в воде легче поднять.  В сосуд с водой погружают различные тела. Учащиеся описывают свои наблюдения: 1 и 3 – всплывают 2 шарик тонет.
Выдвижение гипотезы. Гипотеза.	Действует ли на шарики, помещённые в воду, сила тяжести? Чем же тогда можно объяснить результаты опытов? Назовём эту силу выталкивающей. Куда она направлена? На любые тела, погружённые в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх.	Да. В воде на погружённое тело действует сила. Учащиеся рассуждают и делают вывод: на тело действует сила, направленная вверх.
Модель.	Каковы причины возникновения этой силы? Чтобы ответить на вопрос: чему равна выталкивающая сила, мысленно представим себе куб, находящийся внутри сосуда с водой. Боковые грани параллельны попарно, и площади их равны.  Поэтому силы давления на боковые грани попарно равны и уравновешивают друг друга. Под действием этих сил тело сжимается.  Такое тело будем считать мысленной моделью.	Жидкость давит на дно и стенки сосуда. Если твёрдое тело поместить внутрь жидкости, то на его стенки будет действовать сила давления.
Математический расчёт.	Используя закон Паскаля, формулу для вычисления силы давления жидкости на дно и стенки сосуда, а также правила математики, попытаемся вывести формулу для вычисления выталкивающей силы. Чему равна сила давления на верхнюю грань?                           На нижнюю грань? Что можно сказать о площадях граней? Какое давление больше и почему? Какая из сил F1 или F2 будет больше? Как найти результирующую силу? Куда она направлена? Это и будет выталкивающая сила. Так как  р=ρж g h, то произведите вычитание. Сделаем вывод. Чему равна выталкивающая сила? Вывод: выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погружённого в неё тела.	Учащиеся делают вывод формулы: F1=p1S1 F2=p2S2 Они равны. p2>p1, т.к. h2>h1 F2>F1 F= F2-F1                              Вверх. F1=ρжgh1S и F2=ρжgh2S      F=ρжgh2S-ρжgh1S      F=ρжgS(h2-h1)      F=ρжghS Так как V=hS, то F=ρжgV Так как ρжV=mж, то F=gmж=P Выталкивающая сила равна весу жидкости, такого же объёма, как и само тело.
Экспериментальная проверка гипотезы.	Существование силы, выталкивающей тело из жидкости, легко обнаружить на опыте. Опыт 1. Почему сокращается пружина в воде? Существование выталкивающей силы в газах. Опыт 2.	Действует выталкивающая сила. Выталкивающая сила действует в газах.
Подведение итогов. Обобщение.	Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, равна весу жидкости или газа в объёме данного тела и направлена противоположно силе тяжести.

Тема. Экспериментальный метод изучения природы.

Фрагмент урока.

Этап	Учитель	Учащиеся
Актуализация знаний	Силу, с которой тело, находящееся в жидкости, выталкивается ею, можно рассчитать не только теоретическим методом, но и экспериментально, используя специальную установку.
Научные факты.	Что вы можете сказать о силе, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ? По какой формуле вычисляется выталкивающая сила?	Сила, действующая на тело, помещённое в жидкость или газ, направлена противоположно силе тяжести и равна весу жидкости (газа) в объёме данного тела. Fв=mжg или Fв=ρжgV
Выдвижение гипотезы.	Выясним, от каких факторов (физических величин) зависит выталкивающая сила.  Высказанные учащимися гипотезы записываем в тетрадь.	1.От объёма погружённого тела. 2.Плотности жидкости. 3.От массы тела. 4.От глубины погружения. 5.От формы тела.
Экспериментальная проверка гипотез.	Каждая из гипотез нуждается в экспериментальной проверке. Наш великий соотечественник М.В.Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением». Экспериментальная проверка гипотез: 1)Проверка зависимости выталкивающей силы от объёма тела.  Тела равной массы, но различного объёма уравновешиваем на рычаге, а затем опускаем одновременно в стаканы с водой. 2) Проверка зависимости выталкивающей силы от плотности жидкости. Два тела равной массы и одинакового объёма подвешиваем на рычаге, а затем опускаем первое в воду, а второе – в спирт. 3) Проверка зависимости выталкивающей силы от массы тела.  Два тела равного объёма, но различной массы уравновешиваем дополнительным грузом. Затем опускаем тела в стаканы с водой так, чтобы дополнительный груз не попал в воду. 4) Проверка зависимости выталкивающей силы от глубины погружения.  Тело, подвешенное на пружине, опускаем на различную глубину в сосуд с водой. 5) Проверка зависимости выталкивающей силы от формы тела.  Погружаем в жидкость кусок пластилина в форме параллелепипеда, подвешенный на пружине. Затем меняем его форму (шар, цилиндр, куб и др.).	Выталкивающая сила зависит от объёма тела. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. Выталкивающая сила не зависит от массы тела. Выталкивающая сила не зависит от глубины погружения. Выталкивающая сила не зависит от формы тела.
	Делаем вывод: Выталкивающая сила зависит только от объёма тела и плотности жидкости, в которую оно погружено.
Экспериментальная проверка формулы Fвыт=Рж Распознавание фактов существования архимедовой силы	Опыт с ведёрком Архимеда. Вывод. Эту силу называют архимедовой силой, в честь древнегреческого учёного Архимеда, который впервые указал на её существование и рассчитал её значение.  Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. А теперь попробуем ответить на весёлые вопросы Г. Остера из его книги «Физика»: 1) Генерал нырнул в жидкость солдатиком и подвергся действию выталкивающих сил. Можно ли утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею? 2) Почему в недосоленном супе ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь? 3) Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке? 4) Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой 1000 кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?	Мы убедились, что выталкивающая сила, действующая на тело, полностью погружённое в жидкость, равна весу жидкости в объёме данного тела. Рассуждают. Отвечают на вопросы.

Заключение.

.

          Современный процесс обучения физике обобщенно можно характеризовать тремя понятиями: изучение, учебное познание и научное познание.

          Изучение – процесс овладения учащимся новым для него материалом, заключающийся в получении, переработке и запоминания определенной информации, повышающей осведомленность учащихся.

          Учебное познание – организованная учителем деятельность учащегося, направленная на научное познание реального объекта ноосферы (т.е. естественной и искусственной среды, непосредственно окружающей человека) и приводящая к получению субъективно нового знания об этом объекте.

          Научное познание – совместная деятельность учащегося и учителя по исследованию реального объекта или явления ноосферы, приводящая к получению объективно нового в физике результата.

          Изучение представляет собой первый уровень, соответствующая деятельность учащегося совершенно необходима, причем чаще всего она начинается с тривиального заучивания или запоминания, понимание приходит потом, иногда через долгие голы, а чаще всего не приходит никогда. Требование сначала понять, а потом запомнить абсурдно по своей сути, так как запоминание гораздо проще понимания. Иными словами, при изучении физики необходима четко выверенная мера между первоначальным запоминанием и последующим пониманием.

          Следующим уровнем является учебное познание, в процессе которого ученик осуществляет обеспеченную и организованную учителем исследовательскую деятельность, в сущности своей ничем не отличающуюся от научной, но приводящую к получению лишь субъективно новых знаний, т.е. физических знаний, представляющих интерес и новизну лишь для учащегося.

          Наконец, высшим уровнем дидактического процесса является научное познание, в процессе которого учитель и ученик как равноправные партнеры исследуют физические явления ноосферы: на основе реальных фактов строят модель, выводят из нее следствия, проверяют их экспериментом и в результате получают новые факты. Эта исследовательская деятельность отличается от учебного познания только тем, что она дает объективно новые для учебной физики результаты: новую учебную теорию, новый учебный эксперимент или новую методику их изучения.

Овладение научным методом познания позволяет повысить уровень овладения знаниями  и позволяет сформировать исследовательские умения. Поэтому только научное познание в сфере учебной физики позволяет достичь цели современной системы обучения.

Концепция организации процесса научного познания в современной системе физического образования может быть сформулирована следующим образом.

1.      В основе методики организации процесса научного познания при обучении лежит сформулированный В. Г. Разумовским  принцип цикличности,однако реально научное познание осуществляется преимущественно в теории или в эксперименте, поэтому наряду с этим необходимо использование более простых моделей типа: факты ® модель ® следствия и условия ® результат ® анализ.

2.      Физическая теория и физический эксперимент не находятся в иерархическом отношении, они равноправны, поэтому в обучении физике необходимо добиваться этого равноправия, повсеместно используя в качестве наиболее доступного метод экспериментальных доказательств.

3.      Исследования учащихся и учителя могут приводить к объективно новым результатам в области учебной физики при условии, если учитель имеет целостное представление о содержании и структуре дидактики физики, ее связях и взаимосвязях с другими науками. Это представление должно быть модельным, отличаться максимальной простотой и доступностью с тем, чтобы формирование его не требовало значительных временных и интеллектуальных затрат, отвлекающих от предмета исследований.

4.      В процессе научного познания центральным является понятие новизны, поэтому необходим обоснованный критерий новизны элемента учебной физики, на основе которого экспертным методом могут быть получены количественные оценки.

5.      Новый элемент учебной физики может быть эффективно использован в рамках существующей системы физического образования для обогащения ее содержания, расширения кругозора и познавательного интереса учащихся, углубления их физических знаний, овладения ими методом научного познания, становления и развития личности учащихся.

·        новые теория и эксперимент необходимы в учебном процессе, т.е. научны и фундаментальны или интересны учащимся;

·        изучение теории и эксперимента возможно в условиях существующей системы физического образования, т.е. они безопасны, дидактичны и доступны.

·        методика изучения обладает достаточно высоким значением эффективности – параметра, определяемого тем, что в реальном учебном процессе учащимися усвоены:

·        учебная физическая теория, т.е. факты, модель и следствия;

·        учебный физический эксперимент, т.е. его условия, результат и анализ;

·        метод научного познания, т.е. взаимосвязи, которыми характеризуются  реальность, эксперимент и теория.

6.      Наиболее эффективное овладение основами научного познания и развитие творческих способностей учащегося обеспечивается в процессе  совместного научного познания учителя и ученика.

Литература

1. Разумовский В. Г..Майер В.В. «Научный метод познания и обучение» -М..Владос. 2004. 463 с.

2. Журнал « Педагогический поиск».№7 за 2005 г..С.10 – 15.

3.  Журнал «Физика в школе». №5 за 1998 г..С.43 – 45.

4.  Журнал «Физика в школе». №5 за 2004 г..С.28 – 35.

5.  Журнал «Физика в школе». №7 за 2000 г..С.18.      

6.  Журнал «Физика в школе». №8 за 2000 г..С.60.

7.      Журнал «Физика в школе». №7 за 2003 г..С.63 – 65.

8.      Журнал «Физика в школе». №1 за 20006 г..С.21.

9.      Журнал «Физика в школе». №4 за 2004 г..С.36.

10.  Журнал «Физика в школе». №5 за 2000 г. С.61.

11.  Журнал «Физика в школе». №1 за 2000 г. С.68-74.

12.  Журнал «Физика в школе». №7 за 2000 г. С.18-20.

13.  Приложение «Физика» к газете «Первое сентября» №42 за 2001 г.

14.  Приложение «Физика» к газете «Первое сентября» №19 за 2002 г.