Активизация мыслительной деятельности учащихся при проведении фронтального эксперимента
статья по физике на тему

Активизация мыслительной деятельности учащихся при проведении фронтального эксперимента

Ахадаев Анатолий Дугарович  учитель физики

Искра жажды знаний зажигается учителем. Познание начинается с удивления, а продолжается через деятельность. Обучать – это значит постоянно использовать приемы, стимулирующие самостоятельный поиск, с помощью которого ученик находит, открывает для себя новые знания. Многолетний опыт преподавания физики в школе убеждает в том, что наиболее эффективны те методы обучения, которые способствуют развитию мышления учащихся и получению ими прочных знаний.

Источником мыслительной деятельности является проблемная ситуация. Трудность управления умственной деятельностью в решении проблемных ситуаций обусловлена тем, что для одной группы учащихся задание является проблемным, а для другой – не проблемным. Дифференцированные задания, имеющие поисковый характер ставят ученика в позицию творческого исследователя, при этом вырабатывается способность самостоятельно получать знания и работать с той скоростью, какая соответствует его подготовки. Мною многократно апробированы на уроках физики задания с “дозами помощи” - подсказками. В подсказке указывается последовательность шагов в решении проблемы. Объем информации, содержащийся в ней, определяется характером задания и уровнем его трудности. Учащиеся, быстро справившиеся с заданием, получают дополнительное задание. При такой организации работы, оказалось, очень легко создавать и поддерживать ситуацию успеха.

Особенностью моих уроков является интенсивная самостоятельная деятельность учащихся, а одним из видов самостоятельной деятельности учащихся, используемых мною, является фронтальный эксперимент.

Фронтальные экспериментальные задания – это кратковременные наблюдения, измерения и опыты, тесно связанные с темой урока. Такие задания позволяют вести изучение теоретических вопросов на экспериментальной основе. Осуществляется он на простейшем оборудовании.

Основное назначение фронтального эксперимента:

Образовательная функция: он способствует формированию у учащихся теоретических знаний; интеллектуальных и практических умений и навыков, в том числе умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами.

Развивающая функция: он способствует развитию мышления учащихся, т.к. побуждает их к выполнению умственных операций.

Воспитывающая функция: он способствует развитию самостоятельности и инициативы учащихся.

Благодаря кратковременности выполнения, этот ученический эксперимент применим на любом этапе урока: при объяснении нового материала, отработке практических навыков, повторении и обобщении изученного на уроке.

В качестве примера, используемый мною, фронтальный эксперимент по теме “Механические колебания”.

Опыт №1. Изучение свободных колебаний груза, подвешенного на резиновом шнуре, груза, подвешенного на нити.

Цель: Выяснить условия возникновения свободных колебаний.

Оборудование: Груз массой 100г, шнур резиновый, шарик диаметром 25мм на нити.

Подсказка: Выведите груз из положения равновесия и ответьте на вопросы:

1). Под действием каких сил маятник совершает колебания?

2). Почему колебания маятника постепенно затухают?

Опыт №2. Превращения энергии при колебательном движении.

Цель: Наблюдение превращения потенциальной энергии в кинетическую энергию и обратно при колебательном движении.

Оборудование: Груз массой 100г, шнур резиновый, шарик диаметром 25мм на нити.

Подсказка: Наблюдая за колебаниями каждого из маятников, ответьте на вопросы:

1). В каком положении колеблющееся тело имеет наибольшее и наименьшее значение потенциальной энергии?

2). В каком положении колеблющееся тело имеет наибольшее и наименьшее значение кинетической энергии?

3). Изменяется ли полная механическая энергия, если сопротивление воздуха не учитывать?

Опыт №3. Измерение амплитуды, периода, частоты колебаний нитяного (математического) маятника.

Оборудование: Нитяной маятник, линейка измерительная, секундомер.

Подсказка: 1). Поднимите маятник над линейкой так, чтобы центр тяжести шарика находился напротив нулевого деления шкалы линейки, а шарик почти касался ее. Отклоните маятник от положения равновесия на небольшой угол и отпустите.

2). Измерьте среднюю амплитуду колебаний маятника.

3). Измерьте время, за которое маятник сделает 10 полных колебаний.

4). Вычислите период и частоту колебаний .

Опыт №4. Изучение фазы колебаний маятников.

Цель: Наблюдение и сравнение одновременного движения двух нитяных маятников при различной разности фаз их колебаний.

Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, два нитяных маятника одинаковой длины.

Подсказка: 1). Отклоните один маятник от положения равновесия на небольшое расстояние и отпустите. Наблюдайте за колебаниями маятника. В каких положениях относительно положения равновесия находится маятник, если фаза его колебаний равна ?

2). Отклоните оба маятника в противоположные стороны от положения равновесия и одновременно отпустите их. С какой разностью фаз колеблются маятники?

3). Приведите оба маятника в колебания с разностью фаз 0, .

Опыт №5. Проблемное задание. “Выяснить, от чего зависит период колебаний нитяного маятника”.

Цель1. Выясните, зависит ли период колебаний нитяного маятника от его массы.

Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, нить, набор гирь массой 100,50,20г, секундомер.

Подсказка: Не меняя длину маятника, определите периоды колебаний маятника, когда его масса равна 100,50,20г . Сформулируйте вывод.

Цель 2. Выясните, зависит ли период колебаний маятника от амплитуды колебаний.

Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, маятник произвольной длины, транспортир, секундомер.

Подсказка: Отклоните маятник от положения равновесия на 100 и определите период колебаний . Аналогичные измерения и вычисления выполните при отклонениях нити от вертикали на 200. Сформулируйте вывод.

Цель 3. Выясните, зависит ли период колебаний нитяного маятника от его длины.

Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, маятник произвольной длины, линейка, секундомер.

Подсказка: Определите период колебаний маятника длиной 1м . Уменьшите длину в 2раза, определите период колебаний. Уменьшите длину еще в 2раза, определите период колебаний. Сформулируйте вывод.

Опыт №6. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Ученики выполняют и оформляют работу по алгоритму “Учусь ставить эксперимент”

1. Я хочу узнать…
2. Я об этом уже знаю…
3. Какие предложения (идеи)…
4. Необходимые приборы…
5. Какие величины можно измерить?
6. Какие величины можно рассчитать и как?
7. Делаю выводы…

8. Что будет, если… (изменить какой – то параметр, условие опыта)

Поскольку работа выполняется без инструкции, то степень самостоятельности учеников оказывается более высокой, чем при традиционном способе проведения лабораторной работы.

Опыт №7. Проверьте на опыте, что периоды колебаний математического и конического маятников одинаковой длины равны между собой. Докажите это теоретически.

Одним из видов фронтального эксперимента являются экспериментальные задачи. Самостоятельное решение учениками экспериментальных задач способствует активному приобретению умений и навыков исследовательского характера, развитию творческих способностей. Экспериментальные задачи обычно не имеют всех данных, необходимых для решения. Поэтому ученику приходиться сначала осмыслить физическое явление или закономерность, о котором говорится в задаче, выявить, какие данные ему нужны, продумать способы и возможности их определения, найти и только на заключительном этапе подставить в формулу. Для решения таких задач предлагаю учащимся использовать структурно – логическую схему. Создание структурно – логической схемы делится на две части: первая – нахождение выражения (формулы) для решения проблемы в общем виде, вторая – формулирование обязательных указаний на то, как (с помощью какого прибора, таблицы и др.) может быть определена каждая физическая величина. Результат представлен в виде схемы. В каждую схему входят три основных части: 1) физические величины, 2) стрелки связи, 3) словесные указания (название прибора или иной источник знаний).

Например, фрагмент урока экспериментальных задач по теме “Плотность вещества” 7 класс. Урок строится с непременным учетом индивидуальных возможностей (каждый ученик или группа решает столько задач, сколько сможет).

Учащимся предлагаются разноуровневые задачи:

1) Имеется алюминиевый цилиндр. С помощью весов и мензурки определите, есть ли в нём пустоты?
2) Определите массу деревянного бруска с помощью одной линейки.
3) Дан моток медной проволоки. Определите её длину, не разматывая мотка.
4) Определите среднюю толщину данной железной пластинки, используя весы, набор гирь и миллиметровую бумагу.

Соответствующее оборудование находится на ученическом столе. Сначала организуется фронтальная беседа с целью повторения правил работы с мензуркой и весами и “мозговой штурм” для обсуждения решения всех заданий. После “мозгового штурма” ученики обязаны представить выполняемое задание в форме структурно – логической схемы, предъявить ее учителю и только потом выполнять работу.

Структурно – логические схемы предложенных экспериментальных задач:

1)

2)

3)

4)

Рассмотренный прием придает работе разумную, понятную ученикам целенаправленность, обосновывает “железной” логикой последовательность выполняемых действий, помогает связывать теорию с практикой. Если экспериментальная задача допускает несколько вариантов решения то, сравнивая разные структурно – логические схемы, ученик выбирает более рациональный способ решения задачи.

Используемая литература:

1. Буров В.А и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: в 6 – 7, М.: Просвещение, 1981.
2. Буров В.А и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: для 8 класса, М.: Просвещение, 1985.
3. Буров В.А и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: для 9 класса, М.: Просвещение, 1986
4. Иванов А.И. и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: для 10 класса, М.: Просвещение, 1983.
5. Антипин И.Г. Экспериментальные задачи по физике в 6 – 7 классах. М.:, Просвещение, 1974.
6. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку. М: Наука. 1985.
7. ж.Физика в школе. № 4–93, № 6–93, № 1–94.Объедков Е.С. Фронтальный эксперимент учащихся.
8. ж.Физика в школе № 4, 5. 6 – 94, №1-95. Орлов В.А. Творческие экспериментальные задания.
9. ж. Физика в школе № 5- 6 -92. Бетев В.А. Структурно – логические схемы при решении задач.