Демонстрационные опыты на уроках физики.
методическая разработка по физике по теме

Демонстрационные опыты на уроках физики.

Я преподаю физику в 7-11 классах в  Котельской  средней школы с 1992 года. Чтобы  привить интерес к своему предмету, я считаю, что необходим  демонстрационный эксперимент, который является неотъемлемой органической частью физики средней школы.

Демонстрационные опыты формируют накопленные ранее предварительные представления, которые к началу изучения физики не у всех бывают правильными. На протяжении всего курса физики эти опыты пополняют и расширяют кругозор  учащихся. Они зарождают правильные начальные представления о новых физических явлениях и процессах, раскрывают закономерности, знакомят с методами исследования, показывают устройство и действие новых приборов и установок. Демонстрационный эксперимент служит источником знаний, развивает умения и навыки учащихся.

Особое значение имеет эксперимент на первых порах обучения, т.е в 7-8 классах, когда учащиеся впервые приступают к изучению физики. Я считаю, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Основные требования к показу физических опытов.

1. Первое, основное и непременное  требование к демонстрационным опытам - это их  видимость всеми учащимися класса, где бы они ни находились. Учащиеся должны видеть все детали опыта, его различные аспекты.

   Для обеспечения видимости опытов демонстрационные приборы должны быть достаточно больших размеров, а если это невозможно, то следует применять специальные способы, обеспечивающие их видимость.

   Немалую роль играют, и умения учителя демонстрировать опыты, в частности его умение найти свое место у демонстрационной установки, чтобы не мешать наблюдать опыт, который он сам показывает.

2.Второе требование к демонстрационным опытам - это их наглядность. На первый взгляд это то же, что и видимость, но это не так. Наглядность предполагает ясную и понятную постановку демонстрационного опыта. Это достигается тем, что  выбирается такой вариант опыта, который будет легче всего понят учащимися. Идеалом является тот случай, когда ученики с первого взгляда как бы все понимают в установке, а учитель еще дополняет своим рассказом, указаниями, где и как сосредоточить свое внимание при наблюдении опыта.

3.Кратковременность опыта – следующее требование к демонстрационному эксперименту. Обычно это требование обосновывают тем, что в учебном процессе дорога каждая минута. Но в показе демонстрации основное не экономия времени, а обеспечение наглядности и видимости опыта.

4.Выразительность  и эмоциональность – еще одно требование к физическим  опытам.

Основные способы активизации познавательной  деятельности при постановке эксперимента:

1. Демонстрационный эксперимент ставится как иллюстрация к объяснению нового материала.

Учащиеся в обсуждении и объяснении результатов опытов участия практически не принимают. В этой ситуации можно добиться внимания учеников к объяснению учебного материала. Уровень их активизации при этом можно назвать « низшим уровнем»; он всегда имеет место в следующих случаях:

    а) Учащиеся не имеют достаточной базы для того, чтобы принять участие в обсуждение эксперимента, например они не могут объяснить результаты первых опытов, иллюстрирующих явление механического резонанса, получение индукционного тока, явление диффузии.

    б ) Опыт ставится только для  ознакомления учеников с тем или иным явлением  без выяснения его природы; он носит ознакомительный, но не объяснительный характер, служит лишь иллюстрацией, например так обстоит дело с демонстрацией  магнитных линий  электромагнитов или линий магнитной индукции тока при помощи железных опилок, при введении различного рода правил: «правила левой руки», «правила буравчика».

    в) На основе эксперимента вводятся новые понятия, например, понятие о механическом движении формируется на основе наблюдения перемещений:  1) тележки относительно стола; 2) кубика, лежащего на тележке, относительно стола и относительно тележки; 3) шарика, находящего на тележке , относительно окна, тележки, учителя. После рассмотрения этих опытов дается определение механического движения.

2. Выполняю опыт, а учащиеся либо делают выводы из него, либо объясняют полученные результаты.

Этот способ относится к более высокому уровню активизации. Применяя его, следует предупредить ребят о том, что по окончании опыта они должны будут самостоятельно сделать выводы или объяснить результаты. Например, при изучении колебаний математического маятника, пружинного маятника, второго закона Ньютона. Наблюдая опыты по волновой оптике, ребята часто не могут сразу указать причину того, что при дифракции от нити всегда видна в средней части спектра светлая полоса, а при дифракции от щели – либо светлая, либо темная в зависимости от ширины щели. Поэтому при затруднении целесообразно показать схемы падения лучей света и предложить воспользоваться принципом Гюйгенса -  в первом случае и понятием о зонах Френеля –во втором. Поэтому лучше помочь им, чем оставлять учеников в роли зрителей и слушателей.

3. Учащиеся предсказывают результат опыта.

Этот способ активизации рекомендуется применять в тех случаях, когда есть уверенность, что хотя бы несколько учеников в классе смогут высказать обоснованные  соображения относительно ожидаемых результатов опыта (естественно, это возможно лишь при условии, что необходимый материал уже пройден). Например, зная о взаимодействии электрических зарядов и имея представление об электрическом поле и электронной теории(что носители электрического тока в металлических проводниках – свободные электроны), учащиеся могут сами предсказать результаты опытов, которые рассматриваются для закрепления этого материала. Например:

1. Как изменятся показания стрелки отрицательно заряженного
2. Электрометра при приближении к нему положительно (отрицательно) заряженной палочки?
3. Будет ли заряжен электрометр, если, не убирая палочки, вызвавшей его электризацию через влияние, на мгновение коснуться шарика электрометра пальцем?

Ребятам очень нравится предсказывать результаты опыта, их внимание и активность повышается, иногда возникают дискуссии, что способствует развитию мышления и способностей учеников.

4. Постановка эксперимента учащимися при объяснении новой темы.

Например, изучить тему «Электричество» можно только с использованием этого способа. Перед изучением законов необходимо научить детей пользоваться амперметром и вольтметром, которые нужны для измерения силы тока и напряжения в электрических цепях. Для этого необходимо научить определять цену деления и снимать правильно показания со шкалы. Аналогично проводится изучение темы «Параллельное соединение проводников». При такой работе ученики надолго запоминают характеристики цепей, активно тренируются в сборке и разборке электрических цепей, запоминают, чем отличается амперметр от вольтметра.

1. Ставлю перед учениками вопрос и предлагаю найти ответ  на него экспериментально.

Этот способ можно использовать в тех случаях, когда выдвижение идеи исследования доступно ученикам (или требует небольшой помощи учителя). Опытов, при выполнении которых может быть использован данный способ, много. Например:

1. После введения понятия силы трения и ознакомления со способом ее измерения ставятся вопросы: «Как исследовать зависимость силы трения от значения силы, прижимающей тело к поверхности, по которой оно движется?», «Как исследовать, зависит ли сила трения от площади его соприкосновения с поверхностью, если сила, прижимающая к ней, остается неизменной?»
2. Изучив механическую работу и формулу можно поставить следующие вопросы: «Как изменится механическая работа, если мяч поднять на высоту 2м, а потом на 1м?»
3. При изучении параллельного соединения проводников, можно поставить следующие вопросы: «Как изменится сопротивление параллельного соединения при уменьшении (увеличении) сопротивления одной из его ветвей?»
4. При изучении закона электромагнитной индукции, имея на партах гальванометры и магниты, ученики довольно легко справляются   с задачей  по обнаружению индукционного тока и выясняют все закономерности, приводящие к их появлению.

В заключении, я хотела бы сказать, что мне самой очень нравится проводить эксперименты, которые придумываю сама, например, при взаимодействии заряженных тел, использую пленка- бумага- пленка. Взаимодействие одинаково заряженных тел(пленка-пленка), и взаимодействие разноименно заряженных тел( пленка-бумага). При изучении закона Паскаля, ученики сами дома изготавливают прибор и на уроке демонстрируют работу прибора (домашнее задание). Ребята очень любят занимательные опыты.  Описание опытов провожу по следующему алгоритму:

                       1. Название опыта

                       2. Необходимые для опыта приборы и материалы

                       3. Этапы проведения опыта

                       4. Объяснения опыта

Приведу несколько опытов:

Опыт №1. Удивительный подсвечник.

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта:

1. Утяжелить конец свечи гвоздем.
2. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
3. Зажечь фитиль.

Объяснение опыта:

Свеча становится короче, значит легче. Раз легче, значит всплывет, причем охлажденный водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, поэтому она догорит до конца.

Опыт№2. Свеча за бутылкой.

Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички.

Этапы проведения опыта:

1. Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стать так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.  
2. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет.

Объяснение опыта:

Свеча гаснет потому, что бутылка  воздухом «Обтекается»: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока, один обтекает ее справа, а  другой – слева; встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт№3. Вертящаяся змейка.

Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.

Этапы проведения опыта:

1. Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть ее немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
2. Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.

Объяснение опыта:

Змейка вращается, т.к происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Опыт№4. Извержение Везувия.

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырек, пробка, спиртовая тушь, вода.

Этапы проведения опыта:

1. В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырек спиртовой туши.
2. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие.

Объяснение опыта:

Вода имеет большую плотность, чем спирт;  она постепенно будет входить в пузырек, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.