Методическая разработка по теме "Приобщение учащихся к методам научного исследования по физике"
методическая разработка по физике (7 класс) на тему
Исследовательская работа учащихся может быть организована на уроке и продолжена во внеурочной деятельности в "Научно-исследовательской лаборатории". Основная цель этих занятий: способствовать приобщению учащихся к методам научного исследования по физике. Задания исследовательского характера позволяют активизировать умственную деятельность учащихся, помогают развитию самостоятельности и инициативы, пробуждают интерес к предмету, прекрасно дополняют основной учебный материал, изучаемый на уроках. В работе приведено примерное планирование занятий в лаборатории для учащихся 7,8 классов.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Тема: «Приобщение учащихся к методам научного исследования
по физике»
Предметом ученического исследования является «переоткрытие» уже открытого в науке. Вместе с тем для ученика выполнение исследовательского задания является познанием еще непознанного. Можно выделить следующие структурные элементы исследовательской деятельности учащихся: накопление фактов, выдвижение гипотезы, постановка эксперимента, создание теории.
Выделение именно этих основных моментов при организации исследований учащихся связано с особенностями творческого процесса. Процесс научного творчества является циклическим, состоящим из звеньев: исходные факты → гипотеза → следствия → эксперимент → исходные факты.
Задания исследовательского характера вызывают интерес у учащихся, что приводит к глубокому и прочному усвоению материала. При традиционной системе обучения практическая работа учащихся проводится, как правило, с целью закрепления теоретического материала и выполняется в соответствии с предложенной учителем инструкцией.
Необходимость активизировать умственную деятельность учащихся и развивать их самостоятельность привела к использованию практических работ в качестве источника новых знаний. Итогом работы на уроке становятся выводы, самостоятельно полученные школьниками как ответы на проблемный вопрос учителя.
Пример. 7 класс: тема «Действие жидкости на погруженное тело»
Во время объяснения нового материала учащиеся становятся в ситуацию исследования. Учитель демонстрирует обычный опыт по растяжению пружины под действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде. В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы. Именно теперь учитель предлагает перейти к научному исследованию, т.е. выяснить, от чего зависит выталкивающая сила.
Всякое исследование начинается со сбора и обсуждения фактов. Такие факты постепенно накапливаются в ходе беседы, когда учащиеся вспоминают различные явления природы и случаи из повседневной практики. Это помогает им сформулировать проблему урока и выдвинуть гипотезу.
Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит от объема погруженного тела, от его веса (или массы), от плотности жидкости, от глубины погружения тела, от формы тела. Каждая из гипотез нуждается в проверке. Самостоятельно исследуя характер зависимости между физическими величинами, учащиеся анализируют свои наблюдения, делают выводы, которые и приводят к окончательному ответу на все поставленные вопросы и выводу формулы. В конце урока учащиеся опять анализируют факты, предлагаемые либо учителем, либо самими учениками.
Таким образом, цикл научного исследования, на путь которого вступили ученики, оказывается замкнутым. Активность учащихся при проведении данного исследования способствует осознанию зависимости между конкретным и абстрактным содержанием темы, между практической и теоретической сторонами деятельности.
Исследовательская работа учащихся продолжается и во второй половине дня:
«Научно-исследовательская лаборатория по физике» - название курса.
Основная цель этих занятий - способствовать формированию у учащихся основных понятий, законов, теорий, развитию мышления, самостоятельности, практических умений и навыков, в том числе умений наблюдать физические явления, выполнять опыты, измерения, обращаться с приборами и материалами, анализировать результаты эксперимента, делать обобщения и выводы.
Работы подобраны по всем разделам и темам программы. Они органически связаны с изучаемым на уроках учебным материалом (см. приложение)
Задания соответствуют познавательным возможностям учащихся, усложняются постепенно, что способствует поэтапному формированию системы знаний, умений и навыков учащихся. Кроме того, они способствуют также развитию мышления учащихся, так как побуждают их к выполнению умственных операций (анализу, синтезу, сравнению, обобщению и др.) и создают возможность для самоконтроля. Одновременно они помогают развитию самостоятельности и инициативы учащихся, пробуждают у них интерес к предмету и вырабатывают многие ценные качества: наблюдательность, внимание, аккуратность и др.
На первом организационном уроке был выработан и записан учениками в специальные тетради алгоритм проведения исследования.
Этапы проведения исследования:
- Формирование познавательной задачи (ПЗ) или проблемной ситуации
- Выдвижение гипотезы
- Предсказание явления, которое должно быть, если гипотеза верна
- Проверка предсказания (проведение эксперимента)
- Формулирование ответа на ПЗ (вывод)
Каждое занятие начинается с того, что учитель объявляет тему работы и называет оборудование. Далее учащимся предлагается с помощью алгоритма сформулировать познавательную задачу, на основе предложенного оборудования составить ход работы и предположить примерный результат. После обсуждения ребята проверяют выдвинутую гипотезу, проводят исследование и делают вывод.
В зависимости от особенности эксперимента и наличия оборудования работу выполняют либо в парах, либо в бригадах по 3-4 человека.
На первом этапе работы я могу отметить повышенный интерес к занятиям, особенно у учащихся 7 классов. Это вполне объяснимо, так как для них этот предмет является в этом году новым. Умственную активность на занятиях сопровождает эмоциональный настрой, что приводит к развитию интереса и повышению уровня знаний учащихся по физике.
Ниже приводится планирование занятий в научно-исследовательской лаборатории для учащихся 7, 8 классов (приложение 1,2). Занятие проводится 1 раз в неделю.
Используемая литература:
- Буров В.А. «Фронтальные экспериментальные задания 7- 8кл.»
- Н.Д. Козлова «Я иду на урок физики…» (часть1,2)
- В.И.Елькин «Необычные учебные материалы по физике»
- Гореев «Занимательные опыты»
Приложение 1.
Планирование научно-исследовательской лаборатории 7класс
№ | Тема исследования | Оборудование | Тема в поурочном планировании |
1 | Тепловое расширение воздуха. Доказательство существования молекул | Колба, трубка с пробкой, стакан с водой, спиртовка | Первоначальные сведения о строении вещества |
2 | 1.Наличие промежутков между молекулами. (смешивание в одном сосуде, уменьшение общего объема) 2.Смешивание одинаковых объемов различных веществ. | Емкости с горохом и пшеном. 2-е мензурки, три одинаковые емкости с водой и такой же объем соли | Первоначальные сведения о строении вещества |
3 | Наблюдение за растворением марганцовки в воде (доказательство малых размеров и огромного количества молекул в веществе) | Три стакана, вода, марганцовка | Первоначальные сведения о строении вещества |
4 | 1.Растворение сахара в холодной и горячей воде 2.Растворение марганцовки в холодной и горячей воде 3.Диффузия в газах | Сахар, вода Вода, лед, марганцовка Цилиндр, нашатырный спирт, ф/фталеин, вата | Диффузия |
5 | Соединение двух частей пластилина и пластмассы | Пластилин, мел и другие тела | Взаимодействие молекул |
6 | Смачивание поверхностей. Доказательство наличия сил притяжения молекул. | 1.Чаша с водой, динамометр с подвешенным стеклянным диском 2. Две стеклянные пластины, вода, парафин | Взаимодействие молекул |
7 | Изменение объема газа | 2-е стеклянные трубки, резиновый шланг, два стакана с водой | Агрегатные состояния вещества |
8 | Изменение формы и сохранение объема жидкостью | Стеклянная посуда разной формы | Агрегатные состояния вещества |
9 | Измерение средней длины шага и скорости | Линейка | Механическое движение |
10 | Изучение инертных свойств тел | Груз, штатив, нить | Масса вещества |
11 | Определение плотности жидкости | Вода, или глицерин, мензурка, стакан, весы, гири | Плотность вещества |
12 | Определение толщины стеклянной пластины | Стеклянная пластина, весы, гири, линейка, таблица плотностей | Плотность вещества |
13 | Связь между силой тяжести и массой тела | Динамометр, грузы | Силы |
14 | Изучение зависимости результата действия силы на тело от ее значения, точки приложения и направления | Брусок деревянный с нитью | Силы |
15 | Изучение зависимости силы упругости от деформации тела (закон Гука) | Штатив, резинка, грузы, пластилин | Силы |
16 | Сравнение сил трения покоя, скольжения, качения и веса тела | Динамометр, брусок, грузы, карандаши круглые | Силы |
17 | Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей | Динамометр, грузы, бумага, наждачная бумага | Силы |
18 | Изучение зависимости силы трения скольжения от силы давления и независимости от площади трущихся поверхностей | Динамометр, трибометр, грузы | Силы |
19 | Вычисление давления твердого тела на опору | Динамометр, брусок, линейка | Давление |
20 | Наблюдение за изменением давления газа при изменении его объема | Трубка стеклянная с поршнем | Давление |
21 | Наблюдение передачи давления твердыми телами, жидкостями и газами | Трубка стеклянная с поршнем, стакан с водой | Давление |
22 | Изучение зависимости давления жидкости на дно и стенки сосуда от высоты столба и плотности жидкости | Трубка резиновая, стакан с водой, стакан с раствором соли | Давление |
23 | Вычисление давления и силы давления жидкости на дно и стенки сосуда | Линейка, стакан с раствором соли | Давление |
24 | Наблюдение равновесия однородной жидкости в сообщающихся сосудах | Сообщающиеся сосуды, стакан | Давление |
25 | Наблюдение действия атмосферного давления | Трубка стеклянная с поршнем, пипетка, стакан с водой | Атмосферное давление |
26 | Наблюдение зависимости архимедовой силы от погруженной части тела в жидкость, плотности жидкости и независимости от глубины погружения, плотности и веса тела | Динамометр, цилиндры, стакан с водой и раствором соли | Архимедова сила |
27 | Сравнение архимедовой силы с весом жидкости, вытесненной телом | Динамометр, мензурка с водой, цилиндр на нити | Архимедова сила |
28 | Наблюдение плавания тел в зависимости от плотности вещества, из которого состоит тело, и плотности жидкости | Набор разных тел, стакан с раствором соли | Архимедова сила |
29 | Измерение работы при перемещении тела | Динамометр, измерительная лента, трибометр, брусок | Работа и мощность |
30 | Измерение мощности при подъеме тела | Динамометр, измерительная лента, трибометр, брусок, часы | Работа и мощность |
31 | Проверка равенства работ на рычаге | Линейка-рычаг, набор грузов, линейка измерительная, штатив | Работа и мощность |
32 | Измерение веса тела при помощи рычага | Линейка-рычаг, груз, линейка измерительная, штатив, динамометр, цилиндр | Работа и мощность |
33 | Наблюдение равновесия сил и равенства работ на неподвижном блоке | Блок, динамометр, лента измерительная, грузы с двумя крючками, штатив | Работа и мощность |
Приложение 2.
Планирование научно-исследовательской лаборатории 8 класс
№ | Тема исследования | Оборудование | Тема в поурочном планировании |
1 | Инструктаж по ТБ Вводная беседа | ||
2 | Наблюдение изменения внутренней энергии тел при совершении работы | Фольга алюминиевая, картон, | Внутренняя энергия |
3 | Изменение внутренней энергии | Пробирка с керосином, штатив, шнурок, термометр | Внутренняя энергия |
4 | Вычисление изменения внутренней энергии тела | Пробирка с пробкой, термометр, мензурка, лист бумаги | Удельная теплоемкость вещества |
5 | Теплопроводность металлов | 2-а стержня: латунный и стальной, кнопки (гвозди), воск, спиртовка | Теплопередача |
6 | Конвекция в воде | Пробирка пустая и с водой, марганцовка, спиртовка | Теплопередача |
7 | Излучение | Жидкостный манометр, теплоприемник, плитка | Теплопередача |
8 | Сравнение теплоемкостей жидкостей | 2-а стакана: вода и керосин одинаковой массы; 2-а термометра, большая емкость для воды. Горячая вода | Удельная теплоемкость вещества |
9 | Нагревание воды в бумажной коробке | Бумага (плотная), вода, плитка | Удельная теплоемкость |
10 | Наблюдение за плавлением и кристаллизацией льда (воска) | Лед, плитка, термометр, емкость с холодной водой | Агрегатные состояния вещества |
11 | Наблюдение поглощения энергии при испарении жидкостей | Термометр, резервуар которого обернут марлей, пипетка со спиртом, стакан с водой, вата | Агрегатные состояния вещества |
12 | Исследование зависимости скорости испарения от температуры, площади поверхности и рода жидкости | Разнородные жидкости, термометр, различные емкости, бумага | Испарение |
13 | Кипение воды при комнатной температуре Задачи на парообразование | Вода, стакан, шприц | Парообразование |
14 | Измерение относительной влажности воздуха при помощи термометра | Термометр, марля или вата, вода, психрометрическая таблица | Агрегатные состояния вещества |
15 | Изучение электризации различных тел. Два рода зарядов | Пленка полиэтиленовая (2), бумага (2), кусок ацетатного шелка, ручка пластмассовая, штатив, карандаш, нитка | Электрические явления |
16 | Наблюдение зависимости сопротивления проводника от температуры | Источник питания, спираль-резистор, амперметр, ключ, спиртовка, провода | Электрический ток |
17 | Прохождение тока через различные среды | Источник питания, лампа, набор для электролиза, вода, соленая вода, вода с лимоном | Действия электрического тока. |
18 | Наблюдение теплового и магнитного действия тока | Источник питания, провода, измерит. приборы | Действия электрического тока. |
19 | Исследование зависимости силы тока то сопротивления | Источник питания, амперметр, магазин сопротивлений, провода | |
20 | Исследование распределение силы тока, напряжения на последовательно соединенных участках цепи. Вычисление общего сопротивления цепи. | Источник питания, спирали-резисторы, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, провода | Последовательное соединение проводников |
21 | Исследование распределение силы тока, напряжения на параллельно соединенных участках цепи. Вычисление общего сопротивления цепи. | Источник питания, спирали-резисторы, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, провода | Параллельное соединение проводников |
22 | Наблюдение взаимодействия проводника с током и магнитной стрелкой | Источник питания, компас, лампа, ключ, провода | Магнитное поле |
23 | Исследование магнитного поля проводника с током | Источник питания, амперметр, ключ, реостат, компас, провода, катушка | Магнитное поле |
24 | Исследование магнитного поля катушки с током | Источник питания, амперметр, ключ, реостат, компас, провода, катушка | Магнитное поле |
25 | Исследование зависимости модуля силы, действ на проводник с током в маг. Поле, от силы тока, модуля магнитной индукции и длины проводника | Питания, катушка-моток, магнит дугообразный и полосовой, реостат, ключ, провода, штатив | Магнитное поле |
26 | Сборка и испытание модели электромагнитного телеграфа | Источник питания, электромагнит разборный, ключ, провода | Магнитное поле |
27 | Сборка и испытание модели эл. звонка | Источник питания, электромагнит разборный, ключ, провода | Магнитное поле |
28 | Намагничивание стального стержня током | Источник питания, катушка с железным сердечником, стальная спица, ключ, железные опилки, провода | Магнитное поле |
29 | Изучение движения проводника в магнитном поле | Источник питания, катушка-моток, магнит дугообразный, провода, штатив | Магнитное поле |
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методическая разработка урока для учащихся 10 классов по теме: «Культура речи. Типичные ошибки стилистики русского языка и методы и способы их преодоления».
Подготовка к ЕГЭ является основной задачей учителя старших классов. Задания по стилистике, как показывает практика, являются одними из самых сложных для учащихся. Данный материал помогает выпускникам ...
Методическая разработка урока с использованием ЭОР "Методы исследования в биологии"
Предлагаемая методическая разработка "Методы исследования в биологии" составлена с учетом требований ФГОС ООО (программа В.В. Пасечника, линия "Вертикаль", 5 класс)....
Методическая разработка проектной деятельности учащихся 9-х классов "Достопримечательности города Горячий Ключ в экспериментальных задачах по физике"
Методическая разработка проектной деятельности учащихся 9-х классов "Достопримечательности города Горячий Ключ в экспериментальных задачах по физике" .Презентация, документ, буклет....
Приобщение учащихся к методам научного познания
Выступление на методическом объединении учителей химии...
Методическая разработка на тему: «Приемы и методы формирования функциональной грамотности учащихся на уроках русского языка и литературы»
Цель: формирование функциональной грамотности у обучающихся на уроках русского языка и литературы.Задачи:1. Поделиться опытом работы применения ме...
Обобщение опыта работы по теме "Междисциплинарная кейс -технология для школьников , направленная на развитие способности научно обосновывать явления, применять методы научного исследования , формировать функциональную естественно-научную грамотность."
Материал составлен на основании многолетнего опыта работы учителя, с учетом современных требований к знаниям учащихся. Все задания прошли практическое применение на уроках биологии, на практическоих з...