Методическая разработка «ОРГАНИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОГЭ ПО ФИЗИКИ»
учебно-методический материал по физике (11 класс)
Методическая разработка «ОРГАНИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОГЭ ПО ФИЗИКИ»
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 654.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №184
Калининского района г. Санкт-Петербурга
Адрес школы: 195273, Санкт-Петербург, ул. Верности д38 корп.4; тел/факс: 417-34-65
Методическая разработка
«ОРГАНИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОГЭ ПО ФИЗИКИ»
Автор работы: Логинов Михаил Анатольевич
г. Санкт-Петербург
2020 г
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.Психолого-педагогические основы и организация физического эксперимента с учетом особенностей ОГЭ по физики .
Стр.2-19
1.1 Эссе «О термине» точные науки"». Стр.2
1.2. Значение экспериментальной деятельности школьника на уроках физики. Стр.3
1.3. К вопросу о преподавания физического эксперимента в школе с учетом новых федеральных стандартов основного и полного образования. Стр.3
1.4 Краткий анализ видов, целей и функциональных задач школьного физического эксперимента. Стр.6
1.5. Роль виртуального эксперимента в преподавании физики. Стр.16
2. Результаты и рекомендации. Стр. 19-33
2.1. Мои навыки, рекомендации и анализ результатов. Стр. 19
2.2. Мое мнение о ОГЭ. Стр. 21
2.3. Типичные ошибки, допущенные при сдаче 23 задания ОГЭ в 2018 году. Стр. 22.
2.4. О стимулирование познавательной деятельности учащихся. Стр.26-33
3. Приложение. Стр. 34-36
3.1. Экспериментальное изучение упругого и неупругого удара.
( не совсем типичная лабораторная работа когда то разработанная нашим творческим коллективом учителей-физиков) Стр.34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Стр. 37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Стр. 37
2
1. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОГЭ ПО ФИЗИКИ
1.1. К термину «точные науки» люди не относятся слишком серьезно. А разве не все науки точны?
Но как-то принято считать, что математика и физика отличаются особой “точностью”. Как относиться к этому парадоксу?
Физика-наука о мире, в котором, в котором мы живем. Все науки о мире, но, ни одна так непосредственно не связана с окружающим нас материальным субстратом. Вписаться в материальный, иначе чувственный мир, стать его органической не так просто, как кажется. Восточные философии уделяют этому исключительное внимание; у нас считается, что все должно произойти само собой. Все и происходит само собой: люди двигаются, поднимают тяжести, выполняют сложные действия- все по законам физики. Но само отношение к миру - физическому миру- чаще слепое, равнодушное, а подчас и враждебное. И это, не говоря об экологической ситуации, в которой оказалось человечество. Все это знают, но почему такое возможно? Может быть потому, что этого человека в свое время не научили любить физическую реальность, физическую плоть мира. Мир надо любить. Тогда не будет обломанных и брошенных на дороге веток, отравленных отходами производства рек и битых стекол в школах.
Что конкретно можно делать или, по крайней мере, пытаться делать учителю физики на своих уроках? Прежде всего, преодолеть абстрактность формул, видеть за ними живые явления и красоту этих явлений, показать физическую сложность простых с виду предметов, их вовлеченность в десятки связей с другими предметами, красоту этих связей-то есть законов физики. Физика- наука о красоте мира, о скрытой природе этой красоты. Человек, постигший красоту мира никогда не поднимет на нее руку, более того - отведет чужую.
Всякий продукт человеческой деятельности, материальной или духовной надо ценить. Можно просто выучить формулу, скажем закон Всемирного тяготения, а можно попытаться постичь простую истину, что знание результата, в который столько ума и души на протяжении сотен лет вкладывали люди, чтобы прийти к этой простой с виду формуле и знание пути к нему - два разных знания. А теперь представим себе, что перед глазами учащегося разворачивается путь к постижению истины, когда то проторенный величайшими умами человечества. И в результате незримо для других, но зримо для него знания, полученные на этом непростом пути поиска научной истины, начинают работать в предметах и явлениях окружающего нас мира. И здесь трудно переоценить значение экспериментальной деятельности школьника на уроках физики.
3
1.2 Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики в форме числа. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления.
Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.
Следовательно, без эксперимента нет, и не может быть, рационального обучения физике; одно словесное обучение физике неизбежно приводит к формализму и механическому заучиванию. Первые мысли учителя должны быть направлены на то, чтобы учащийся видел опыт и проделывал его сам, видел прибор в руках преподавателя и держал его в своих собственных руках. Однако если учащиеся будут проделывать различные опыты и наблюдать за демонстрацией опытов, выполняемых учителем, но не будут слышать продуманных ярких рассказов преподавателя, не будут решать задач, не будут читать учебника и знакомиться с литературой, то такую работу учителя еще нельзя назвать удовлетворительной. Преподавание предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение со школьниками особенностей его постановки и наблюдаемых результатов. Проведение лабораторного эксперимента и решение расчетных задач не предусматриваются. Для проверки усвоения рекомендуются контрольные работы, ответы на качественные вопросы, написание рефератов с последующим анализом их содержания на уроках.
1.3 Вопрос преподавания физики в школе с учетом новых федеральных стандартов основного и полного образования, сегодня волнует каждого учителя физики. Причем главная проблема, по мнению большинства учителей – это соотношение объема информации по предмету к количеству часов отводимых на ее изучение согласно БУП, на фоне низкой мотивации к учебе со стороны учеников, проблемы преподавания в непрофильных классах и конечно же подготовка к тому самому ОГЭ.
Учителя часто слышат со стороны учеников: «…А зачем нам это,...Мы не профильный класс, нам физика не нужна..», «Давайте лучше к ОГЭ нас будете готовить, зачем нам эти лабораторные работы?...»
4
«..а этого в ОГЭ только одно задание, зачем эксперименту такое внимание, масса хлопот и затраченного времени?...», то о какой метапредметности в
обучении, о каком эксперименте можно говорить? В новых стандартах обозначены требования к результатам освоения основной образовательной программы, причем к предметным результатам добавились и пресловутые «метапредметные».
Общество меняется, меняются требования к личности, работнику. Мир стал динамичнее и быстроменяющимся. Развитие средств связи, интернета, увеличение количества информации требуют от человека, выходящего во взрослую жизнь умений: быстро находить нужную информацию, саморазвиваться и самообразовываться, шагать в ногу со временем, отличать ложь от правды в огромном потоке противоречивой информации, а значит уметь сопоставлять большое количество источников информации, быть широко образованной личностью.
Одним из компонентов подготовки подрастающего поколения к самостоятельной жизни является естественнонаучное образование.
Физика – фундаментальная часть всех естественных наук. В последнее время востребованность предмета возросла, однако увеличилась и сложность освоения этой науки. Некоторые её разделы приобрели такую наукообразность, что стали ухудшенным вариантом вузовского курса. Проблема сложности изложения материала наряду с нехваткой времени на закрепление появляется уже в 9 классе. Такой курс физики не привлекает учащихся, особенно интересы которых лежат в области гуманитарных наук или изобразительного искусства, он также труден для школьников с недостаточно развитым логическим мышлением. В результате, по статистике физика является самым сложным предметом в школе.
Какой же выход из сложившийся ситуации? Возможно одним из направлений решения данной проблемы является изменение формы, стиля преподавания. Наверное, необходимо уже отходить от «преподавания у доски», когда объясняет учитель, когда отвечает несколько учеников за весь урок, монологи и диалоги устарели. Необходимы АКТИВНЫЕ формы ведения уроков, переход к деятельностному обучению. Это интереснее детям. Это повышает мотивацию, а значит способствует лучшему усвоению.
Современная организация учебной деятельности требует того, чтобы теоретические обобщения учащиеся делали на основе результатов собственной деятельности. Для учебного предмета “физика” – собственная деятельность — это учебный эксперимент.
Вот что пишет И.В. Литовко:
5
“Одна из важнейших задач школы — научить учащихся учиться, укрепить их способность к саморазвитию в процессе образования, для чего необходимо сформировать у школьников соответствующие устойчивые желания, интересы, умения. Большую роль в этом играют экспериментальные задания по физике, представляющие по своему содержанию кратковременные наблюдения, измерения и опыты, тесно связанные с темой урока. Чем больше наблюдений физических явлений, опытов проделает учащийся, тем лучше он усвоит изучаемый материал.
Для изучения мотивации учащихся им были предложены следующие вопросы и получены результаты:
Что вам нравится при изучении физики?
а) решение задач -19%;
б) демонстрация опытов -21%;
в) чтение учебника дома -4%;
г) рассказ учителем нового материала -17%;
д) самостоятельное выполнение опытов -36%;
е) ответ у доски -3%.
Какое домашнее задание вы предпочитаете выполнять?
а) чтение учебника -22%;
б) решение задач из учебника -20%;
в) наблюдение физических явлений -40%;
г) составление задач -75;
д) изготовление простых устройств, моделей -8%;
е) решение трудных задач -3%.
6
На каком уроке вам интересно?
а) на контрольной работе -3%;
б) на лабораторной работе -60%;
в) на уроке решения задач -8%;
г) на уроке изучения нового материала -29%;
д) не знаю -7%.
Анализ ответов показал, что четко фиксируется интерес учащихся к эксперименту. И это неудивительно, так как особенностью физики является ее экспериментальный характер. Необходимо, чтобы учащиеся выполняли задания практического характера: наблюдение явлений в природе, выполнение качественных опытов, измерений.
Систематическое выполнение учащимися экспериментальных лабораторных работ способствует более осознанному и конкретному восприятию изучаемого на уроке материала, повышает интерес к физике, развивает любознательность, прививает ценные практические умения и навыки. Эти задания являются эффективным средством повышения самостоятельности и инициативы учащихся, что благоприятно сказывается на всей их учебной деятельности”
1.4 Виды эксперимента на уроках физики
Различают следующие виды физического эксперимента:
- Демонстрационные опыты преподавателя.
- Лабораторные работы.
- Фронтальные опыты.
- Экспериментальные задачи.
7
5. Внеклассные эксперименты.
Цели учебного эксперимента:
Решение основных учебно-воспитательных задач;
Формирование и развитие познавательной и мыслительной деятельности;
Политехническая подготовка;
Формирование мировоззрения учащихся.
Функции эксперимента:
Познавательная (осваиваются основы наук на практике);
Воспитательная (формирование научного мировоззрения);
Разливательная (развивает мышление и навыки).
Подробно о видах физических экспериментов.
Какие формы обучения практического характера можно предложить в дополнение к рассказу преподавателя? В первую очередь, конечно, это наблюдение учениками за демонстрацией опытов, проводимых учителем в классе при объяснении нового материала или при повторении пройденного, так же можно предложить опыты, проводимые самими учащимися в классе во время уроков в процессе фронтальной лабораторной работы под непосредственным наблюдением учителя. Еще можно предложить:
8
1)опыты, проводимые самими учащимися в классе во время физического практикума;
2)опыты-демонстрации, проводимые учащимися при ответах;
3)опыты, проводимые учащимися вне школы по домашним заданиям учителя;
4)наблюдения кратковременных и длительных явлений природы, техники и быта, проводимые учащимися на дому по особым заданиям учителя.
Что можно сказать о приведенных выше формах обучения?
Демонстрационный эксперимент является одной из составляющих учебного физического эксперимента и представляет собой воспроизведение физических явлений учителем на демонстрационном столе с помощью специальных приборов. Он относится к иллюстративным эмпирическим методам обучения. Роль демонстрационного эксперимента в обучении определяется той ролью, которую эксперимент играет в физике-науке как источник знаний и критерий их истинности, и его возможностями для организации учебно-познавательной деятельности учащихся.
Значение демонстрационного физического эксперимента заключается в том, что:
-учащиеся знакомятся с экспериментальным методом познания в физике, с ролью эксперимента в физических исследованиях (в итоге у них формируется научное мировоззрение);
-у учащихся формируются некоторые экспериментальные умения: наблюдать явления, выдвигать гипотезы, планировать эксперимент, анализировать результаты, устанавливать зависимости между величинами, делать выводы и т.п.
Демонстрационный эксперимент, являясь средством наглядности, способствует организации восприятия учащимися учебного материала, его пониманию и запоминанию; позволяет осуществить политехническое обучение учащихся; способствует повышению интереса к изучению
9
физике и созданию мотивации учения учитель и, в лучшем случае, один - два ученика, остальные учащиеся только пассивно наблюдают за опытом,
проводимым учителем, сами при этом ничего не делают собственными руками. Следовательно, необходимо наличие самостоятельного эксперимента учащихся по физике.
Лабораторные занятия.
При обучении физике в средней школе экспериментальные умения формируются, когда они сами собирают установки, проводят измерения физических величин, выполняют опыты. Лабораторные занятия вызывают у учащихся очень большой интерес, что вполне естественно, так как при этом происходит познание учеником окружающего мира на основе собственного опыта и собственных ощущений.
Значение лабораторных занятий по физике заключается в том, что у учащихся формируются представления о роли и месте эксперимента в познании. При выполнении опытов у учащихся формируются экспериментальные умения, которые включают в себя как интеллектуальные умения, так и практические. К первой группе относятся умения: определять цель эксперимента, выдвигать гипотезы, подбирать приборы, планировать эксперимент, вычислять погрешности, анализировать результаты, оформлять отчет о проделанной работе. Ко второй группе относятся умения: собирать экспериментальную установку, наблюдать, измерять, экспериментировать.
Кроме того, значение лабораторного эксперимента заключается в том, что при его выполнении у учащихся вырабатываются такие важные личностные качества, как аккуратность в работе приборами; соблюдение чистоты и порядка на рабочем месте, в записях, которые делаются во время эксперимента, организованность, настойчивость в получении результата. У них формируется определенная культура умственного и физического труда.
В практике обучения физике в школе сложились три вида лабораторных занятий:
-фронтальные лабораторные работы по физике;
-физический практикум;
-домашние экспериментальные работы по физике.
-выполнение самостоятельных лабораторных работ.
Фронтальные лабораторные работы — это такой вид практических работ, когда все учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование. Фронтальные лабораторные работы выполняются чаще всего группой учащихся,
10
состоящей из двух человек, иногда имеется возможность организовать индивидуальную работу. Тут возникает сложность: не всегда в школьном
кабинете физики есть достаточное количество комплектов приборов и оборудования для проведения таких работ. Старое оборудование приходит
в негодность, а, к сожалению, не все школы могут позволить себе закупку нового. Да и от ограничения по времени никуда не денешься. А если у одной из бригад что-то не получается, не работает какой-то прибор или чего-либо не хватает, тогда они начинают просить о помощи учителя, отвлекая других от выполнения лабораторной работы.
В 9-11 классах проводится физический практикум.
Физический практикум проводится с целью повторения, углубления, расширения и обобщения полученных знаний из разных тем курса физики; развития и совершенствования у учащихся экспериментальных умений путем использования более сложного оборудования, более сложного эксперимента; формирования у них самостоятельности при решении задач, связанных с экспериментом. Проводится физический практикум, как правило, в конце учебного года, иногда - в конце первого и второго полугодий и включает серию опытов по той или иной теме. Работы физического практикума учащиеся выполняют в группе из 2-4 человек на различном оборудовании; на следующих занятиях происходит смена работ, что делается по специально составленному графику. Составляя график, учитывают число учащихся в классе, число работ практикума, наличие оборудования. На каждую работу физического практикума отводятся два учебных часа, что требует введения в расписание сдвоенных уроков по физике. Это представляет затруднения. По этой причине и из-за недостатка необходимого оборудования практикуют одночасовые работы физического практикума. Следует отметить, что предпочтительными являются двухчасовые работы, поскольку работы практикума сложнее, чем фронтальные лабораторные работы, выполняются они на более сложном оборудовании, причем доля самостоятельного участия учеников значительно больше, чем в случае фронтальных лабораторных работ.
К каждой работе учитель должен составить инструкцию, которая должна содержать: название, цель, список приборов и оборудования, краткую теорию, описание неизвестных учащимся приборов, план выполнения работы. После проведения работы учащиеся должны сдать отчет, который должен содержать: название работы, цель работы, список приборов, схему или рисунок установки, план выполнения работы, таблицу результатов, формулы, по которым вычислялись значения величин, вычисления погрешностей измерений, выводы. При оценке работы учащихся в практикуме следует учитывать их подготовку к работе, отчет о работе, уровень сформированности умений, понимание теоретического материала, используемых методов экспериментального исследования.
11
А что будет, если учитель предложит ученикам выполнить опыт или провести наблюдение вне школы, то есть дома или на улице? опыты, задаваемые на дом, должны не требовать применения каких-либо приборов
и существенных материальных затрат. Это должны быть опыты с водой, воздухом, с предметами, которые есть в каждом доме. Кто-то может усомниться в научной ценности таких опытов, конечно, она там минимальна. Но разве плохо, если ребенок сам может проверить открытый за много лет до него закон или явление? Для человечества пользы никакой, но какова она для ребенка! Опыт - задание творческое, делая что-либо самостоятельно, ученик, хочет он этого или нет, а задумается: как проще провести опыт, где встречался он с подобным явлением на практике, где еще может быть полезно данное явление. Здесь надо заметить то, чтобы дети научились отличать физические опыты от всяческих фокусов, не путать одно с другим.
Домашние экспериментальные работы. Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.
Главные задачи экспериментальных работ этого вида:
-формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;
-формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;
-формирование интереса к эксперименту и к изучению физики;
-формирование самостоятельности и активности.
Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования:
-работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.);
-работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп и др.);
Что необходимо ребенку, чтобы провести опыт дома? В первую очередь, наверное, это достаточно подробное описание опыта, с указанием необходимых предметов, где в доступной для ребенка форме сказано, что надо делать, на что обратить внимание. Кроме того, учитель обязан провести подробный инструктаж.
Требования, предъявляемые к домашним экспериментам. Прежде всего, это, конечно, безопасность. Так как опыт проводится учеником дома самостоятельно, без непосредственного контроля учителя, то в опыте не должно быть никаких химических веществ и предметов, имеющих угрозу для здоровья ребенка и его домашнего окружения. Опыт не должен требовать от ученика каких-либо существенных материальных затрат,
12
при проведении опыта должны использоваться предметы и вещества, которые есть практически в каждом доме: посуда, банки, бутылки, вода, соль и так
далее. Выполняемый дома школьниками эксперимент должен быть простым по выполнению и оборудованию, но, в то же время, являться ценным в деле изучения и понимания физики в детском возрасте, быть интересным по содержанию. Так как учитель не имеет возможности непосредственно контролировать выполняемый учащимися дома опыт, то результаты опыта должны быть соответствующим образом оформлены (примерно так, как это делается при выполнении фронтальных лабораторных работ). Результаты опыта, проведенного учениками дома, следует обязательно обсудить и проанализировать на уроке. Работы учащихся не должны быть слепым подражанием установившимся шаблонам, они должны заключать в себе широчайшее проявление собственной инициативы, творчества, исканий нового. На основе вышесказанного кратко сформулируем предъявляемые к домашним экспериментальным заданиям требования:
-безопасность при проведении;
-минимальные материальные затраты;
-простота по выполнению;
-иметь ценность в изучении и понимании физики;
-легкость последующего контроля учителем;
-наличие творческой окраски.
Домашний эксперимент можно задавать после прохождения темы в классе. Тогда ученики увидят собственными глазами и убедятся в справедливости изученного теоретически закона или явления. При этом полученные теоретически и проверенные на практике знания достаточно прочно отложатся в их сознании.
А можно и наоборот, задать задание на дом, а после выполнения провести объяснение явления. Таким образом, можно создать у учащихся проблемную ситуацию и перейти к проблемному обучению, которое непроизвольно рождает у учащихся познавательный интерес к изучаемому материалу, обеспечивает познавательную активность учащихся в ходе обучения, ведет к развитию творческого мышления учеников. В таком случае, даже если школьники не смогут объяснить увиденное дома на опыте явление сами, то они будут с интересом слушать рассказ преподавателя.
13
Этапы проведения эксперимента:
Обоснование постановки эксперимента.
Планирование и проведение эксперимента.
Оценка полученного результата.
4.
Любой эксперимент должен начинаться с гипотезы, а заканчиваться выводом.
План проведения эксперимента
Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.
Определение цели эксперимента.
Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.
Планирование эксперимента, включающего ответ на вопросы:
какие наблюдение провести
какие величины измерить
14
приборы и материалы, необходимые для проведения опытов ход опытов и последовательность их выполнения
выбор формы записи результатов эксперимента
Отбор необходимых приборов и материалов
сбор установки.
Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результатов
Математическая обработка результатов измерений
Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов
Общую структуру физического эксперимента можно представить в виде:
Проводя любой эксперимент, необходимо помнить о требованиях, предъявляемых к эксперименту.
Требования к эксперименту:
Наглядность;
Кратковременность;
Убедительность, доступность, достоверность, безопасность.
15
Кроме вышеперечисленных видов экспериментов, существуют мысленные, виртуальные эксперименты, которые проводятся в виртуальных лабораториях и имеют большое значение в случае отсутствия оборудования
Психологи отмечают, что сложный зрительный материал запоминается лучше, чем его описание. Поэтому демонстрация опытов запечатлевается лучше, чем рассказ учителя о физическом опыте.
Классификация видов экспериментов.
Полевой
(экскурсии)
Домашний
Школьный
Мысленный
Реальный
Виртуальный
В зависимости от количества и размеров
Микро
Макро
Лабораторные
Практические
демонстрационные
По месту проведения
По способу проведения
В зависимости от субъекта
16
1.5. Классификация видов экспериментов.
Полевой
(экскурсии)
Домашний
Школьный
Мысленный
Реальный
Виртуальный
В зависимости от количества и размеров
Микро
Макро
Лабораторные
Практические
демонстрационные
По месту проведения
По способу проведения
В зависимости от субъекта
Кроме вышеперечисленных видов экспериментов, существуют мысленные, виртуальные эксперименты, которые проводятся в виртуальных лабораториях и имеют большое значение в случае отсутствия оборудования
Психологи отмечают, что сложный зрительный материал запоминается лучше, чем его описание. Поэтому демонстрация опытов запечатлевается лучше, чем рассказ учителя о физическом опыте.
. . Всем известно, что в 90-е годы ослабела материально-техническая база многих школ. Но интерес к физике не пропал. Использование компьютера в качестве эффективного средства обучения существенно расширяет
17
возможности педагогических технологий: физические компьютерные энциклопедии, интерактивные курсы, всевозможные программы, виртуальные опыты и лабораторные работы позволяют повысить мотивацию учащихся к изучению физики. Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную почву для применения современных информационных технологий. Одним из основных направлений применения информационных технологий на уроках физики - выполнение компьютерного физического лабораторного эксперимента.
Физический эксперимент на уроках физики формирует у учащихся накопленные ранее представления о физических явлениях и процессах, пополняет и расширяет кругозор учащихся. В ходе эксперимента, проводимого учащимися самостоятельно во время лабораторных работ, они познают закономерности физических явлений, знакомятся с методами их исследования, учатся работать с физическими приборами и установками, то есть учатся самостоятельно добывать знания на практике. Но для проведения полноценного физического эксперимента, как демонстрационного, так и фронтального необходимо в достаточном количестве соответствующее оборудование. В настоящее время школьные физические лаборатории очень слабо оснащены приборами по физике и учебно-наглядными пособиями для проведения демонстрационных и фронтальных лабораторных работ. Исключением являются лишь немногие школы при вузах или технических центрах с соответствующими лабораториями. Имеющееся в школе оборудование не только пришло в негодность, оно также морально устарело и имеется в недостаточном количестве.
Виртуальные модели эксперимента компенсируют недостаток оборудования в лаборатории школы. Определяются достоинства и недостатки каждого вида эксперимента. Реальный и комбинированный эксперименты из-за значительных погрешностей измерений и большого количества времени на подготовку и проведение часто не могут служить источником знаний о физических законах, так как выявленные закономерности имеют лишь приближенный характер, зачастую правильно рассчитанная погрешность превышает сами измеряемые величины [.
Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую лабораторию. И все же выполнение компьютерных лабораторных работ требует определенных навыков, которые характерны и для реального эксперимента - выбор начальных условий, установка параметров опыта и т.д. В большинстве интерактивных моделей предусмотрены варианты изменений в широких пределах начальных
18
параметров и условий опытов, варьирования их временного масштаба, а также моделирования ситуаций, недоступных в реальных экспериментах. Виртуальная среда компьютера позволяет оперативно видоизменить постановку опыта, что обеспечивает значительную вариативность его результатов, а это существенно обогащает практику выполнения учащимися логических операций анализа и формулировки выводов результатов эксперимента. При его использовании можно вычленить главное в явлении, отсечь второстепенные факторы, выявить закономерности, многократно провести испытание с изменяемыми параметрами, сохранить результаты и вернуться к своим исследованиям в удобное время. Ещё один позитивный момент в том, что компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальном физическом эксперименте, возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощенной теоретической модели, что позволяет быстро и эффективно находить главные физические закономерности наблюдаемого явления. Кроме того, учащийся может одновременно с ходом эксперимента наблюдать построение соответствующих графических закономерностей. Также необходимо учитывать, что далеко не все процессы, явления, исторические опыты по физике учащийся способен представить себе без помощи виртуальных моделей. Интерактивные модели позволяют ученику увидеть процессы в упрощенном виде, представить себе схемы установок, поставить эксперименты вообще невозможные в реальной жизни.
Но следует помнить, физика - наука о природе, а не о виртуальной реальности. Физические модели — это всегда приближение к реальной действительности. Поэтому компьютерные эксперименты не могут быть заменой реальных, но могут дополнить их, помочь в их теоретическом осмыслении. Проводя такие эксперименты, стоит озадачить учащихся, обратив их внимание на то, что происходящие так реально на экране монитора движения и взаимодействия тел - всего лишь модель реальных физических процессов. Каждое положение тела на экране рассчитывается компьютером по законам физики, открытыми людьми и изучаемыми в данный момент на уроке.
Школа будущего — это школа «информационного века». Главным в ней становится освоение каждым учеником самостоятельного, собственного знания, овладение способностями творческого самовыражения. Методика обучения физике всегда была сложнее методик преподавания других предметов. Использование компьютеров в обучении физики, применение новых информационных технологий, мультимедийных продуктов деформирует методику ее преподавания как в сторону повышения эффективности обучения, так и в сторону облегчения работы учителя. Это будет еще одним шагом к повышению качества обучения школьников и в
19
конечном итоге к воспитанию новой личности - ответственной, знающей, способной решать новые задачи, быстро осваивать и эффективно использовать необходимые для этого знания.
2. Некоторые мои навыки, рекомендации и анализ результатов
2.1. Навыки
- При выполнении демонстрационного эксперимента я не просто показываю и рассказываю, а постоянно ставлю проблемные вопросы перед учащимися. Побуждаю их выдвигать гипотезы, рассуждать, делать выводы. Только при таком подходе эксперимент становится наиболее эффективным. Конечно, не все можно показать в условиях школьного кабинета. Тогда я прибегаю к видео-экспериментам, которых сейчас в интернете очень много. (об этом я подробно расскажу ниже)
- Лабораторные работы – коллективное выполнение определенных действий с целью освоить навыки работы с приборами, научиться измерять величины, делать расчеты и формулировать вывод. Ребята работают парами, опираясь на инструкции в учебнике, под руководством учителя. Выполняется одна и та же работа, но ученики могут получить разные результаты. Обсуждение их в конце урока приводит к закреплению теоретических знаний.
- В объяснение нового материала я по возможности регулярно включаю фронтальные опыты – кратковременные фронтальные лабораторные работы, которые одновременно выполняются всеми обучающимися класса под руководством учителя. Эти опыты обычно просты по технике выполнения, чтобы не отбирать время урока на саму постановку опыта. Ценность их в том, что результаты эксперимента обучающиеся воспринимают как собственное открытие. Фронтальные опыты учат школьников наблюдать и анализировать явления, способствуют развитию мышления.
- Экспериментальная задача требует уже высокого уровня знаний и умений учащихся, так как предполагает отсутствие готового плана действий, самостоятельный выбор оборудования и поиск решения сложной, проблемной ситуации.
20
Для поддержания познавательного интереса, развития полной самостоятельности просто необходимы внеклассные эксперименты. Это и домашние опыты, и эксперименты на внеклассных мероприятиях. Такие задания учащиеся выполняют с удовольствием, с творческим подходом. Надо бы ввести в практику записывать на видео данный процесс, чтобы затем поделиться с товарищами, обсудить в классе полученные результаты.
Подготовка к проведению физического эксперимента
Педагогической эффективности любого демонстрационного эксперимента можно достичь только при определенной методике показа демонстрационных опытов. Одно из первых методических требований – органическая связь демонстрационного опыта с изложением учебного материала. Для осуществления такой связи опыты должны быть кратковременными, но несмотря на это они должны быть предельно убедительными и ясными.
Важным методическим вопросом является место демонстрационного опыта на занятии. Место опыта определяется выбранной учителем методикой изложения нового материала. Так, иногда урок начинается прямо с демонстрации эксперимента с целью создать проблемную ситуацию и сформулировать тему и задачи урока. В другой раз эксперимент должен подтвердить теорию урока.
При подготовке опыта мне приходится решать три основных вопроса:
1) выбор места каждого элемента установки, демонстрирующей изучаемое явление, в горизонтальной или вертикальной плоскости – добиться наглядности опыта;
2) применение освещения и фона – эстетическая сторона вопроса;
3) выбор наиболее подходящих индикаторов для наилучшего наблюдения данного процесса – качество и достоверность результатов.
Много времени для налаживания требует лишь эксперимент, проводимый впервые; повторение его в будущем требует уже значительно меньшей затраты времени.
Любая демонстрация, даже наиболее простая, требует четкого знания устройства, принципа действия и возможностей приборов, использованных в эксперименте. Здесь необходимо владеть специальными навыками по налаживанию отдельных приборов и установок, а также некоторыми приемами, которые позволят ему осуществлять текущий осмотр, мелкий ремонт и смазку приборов. Полезно иметь и некоторые конструкторские умения, так как часто возникает необходимость в изготовлении самодельных приборов. Тут надо прибегать к смекалке и подручным средствам.
21
2.2. Мое мнение о ОГЭ
ОГЭ — это экзамен за курс средней школы. Это значит, что любой ученик, работающий на уроках, должен его сдать на положительную оценку, поэтому в работе есть простые вопросы, для ответа на которые достаточно регулярных занятий пусть даже в объеме одного часа в неделю. С другой стороны, получить максимально возможный балл довольно сложно, поскольку задания разнообразны и по форме, и по содержанию. Есть вопросы на анализ материала, где надо прочитать предложенный текст и на основе прочитанного сделать вывод. Есть вопросы на различные способы представления информации — табличные, диаграммные, гистограммные. Много вопросов на сопоставление, где необходимо сопоставить информацию из первой и второй колонок таблицы. Хотя сами задания достаточно простые, способы представления информации часто непривычны для неподготовленных учащихся. Поэтому считаю очень важным просмотреть варианты и отработать требуемые форматы вопросов.
Самыми трудными являются вопросы, связанные с магнетизмом и электромагнитным полем, с явлениями индукции и самоиндукции. Это объективно самые сложные темы для учащихся 9 класса. Если честно, я бы исключил их из экзамена. Ведь потом это все ребята проходят в 11 классе. Для того чтобы хорошо объяснить эти темы, нужно вводить довольно сложные для учащихся 9 класса понятия, например, потока магнитного поля. Поэтому задачи на эти темы всегда вызывают определенные сложности у школьников на ОГЭ, а одно-два задания по ним на экзамене всегда присутствует.
Также часто вызывают затруднения у девятиклассников вопросы на геометрическую оптику (линзы, преломление света, глаз как оптический прибор), ядерную физику, строение атома. В условиях обычной школы эти темы находятся на задворках программы, они практически не изучаются. В сумме по всем этим разделам шесть вопросов на экзамене могут быть.
Если говорить о самых простых темах, то это скорость, движение, теплота, вопросы на размерность, например, в чем измеряется сила, давление. Или задания, где требуется определить что-то по графику. У этих вопросов высокий процент выполняемости.
Если на подготовку к экзамену в запасе есть год, я стараюсь всю программу физики изучать по темам. Для начала скачиваю кодификатор ОГЭ с сайта ФИПИ. Там все вопросы разбиты по темам: механические явления, тепловые явления, кинетические явления и т.д. Потом беру «Сборник задач по физике для 7-9 класса» Лукашика и решаю с учениками задачи по темам ОГЭ. После того как этот этап будет пройден, месяца за три до экзамена, начинаю решать варианты ОГЭ за прошлый год
22
(например, на сайте «Решу ОГЭ»), а также диагностические и демонстрационные варианты на сайте ФИПИ.
В оставшиеся до ОГЭ два месяца стараюсь просмотреть варианты, обращая внимание на вторую половину экзамена. В первой половине представлены задачи на механику, кинематику — с этим ребята хорошо справляются. А вот во второй половине сконцентрированы более сложные темы — оптика, квантовые явления, частота, звук, волны, спектры. Обращаю особое внимание на эти вопросы, решаю по ним задачи
Самое «дорогое» задание экзамена (№ 23) оценивается в четыре балла. Оно связано с проведением реального эксперимента: нужно собрать экспериментальную установку и произвести измерения. Это задание вызывает сложности у ребят, поскольку в школах есть проблемы с проведением лабораторных работ. На подготовительных курсах к нему тоже, как правило, готовят только теоретически, потому что учебные центры не располагают комплектами приборов ОГЭ. Если учащийся претендует на высокий балл за ОГЭ по физике, я советую ему найти возможность поработать с реальными приборами. Сейчас нет проблем с тем, чтобы приобрести, например, амперметр или вольтметр — эти приборы в простом исполнении стоят недорого.
Я также считаю, что при подготовке к экспериментальной деятельности важную роль играет использование информационных технологий для развития творческого
потенциала личности учащегося.
2.3. Типичные ошибки, допущенные при сдаче 23 задания ОГЭ в 2018 году и за несколько предыдущих лет и возможности в деятельности учителя физики по их предотвращению.
Статистическая обработка результатов выполнения учащимися экспериментального задания 23 ОГЭ позволяет мне выявить основные проблемы, возникающие у выпускников при его выполнении.
Положительный вывод об овладении на базовом уровне проверяемыми элементами содержания и видами деятельности можно делать при условии, что это задание выполнили правильно более 60% участников экзамена (нормативный диапазон).
Как правило, результаты выполнения задания 23 ОГЭ лежат в интервале от 24% до 84%, поэтому в дальнейшем буду анализировать ошибки только тех учащихся, результаты которых значительно меньше 60% (нижняя граница нормативного диапазона).
23
Полностью правильно с этим заданием справляются порядка 39% учащихся. Выделю ключевые проблемы, выявленные при выполнении
экспериментального задания: за 2017-2018 год. Большой процент учеников, не выполнили практическую работу третьего и четвертого вариантов и получили 0 баллов (24% и 29% соответственно). С другой стороны, 4 балла получили меньше учеников за выполнение задания первого и третьего варианта (22% и 13% соответственно). Объяснение этому дает таблица параметров заданий.
На диаграмме показано распределение результатов выполнения 23 задания базового уровня.
Номерам столбцов диаграммы соответствуют номера вариантов предмета физики: 1 –(62%). 2 – (57%). 3 – (41%). 4 – (37%).
24
Таблица параметров заданий.
Вариант | Тип | Элементы содержания | Характеристика |
1 | Установление зависимости между физическими величинами | Колебание математического маятника. Зависимость периода колебаний от длины нити. | Типовая лабораторная работа 9 класса, является обязательной (Перышкин А.В., Гутник Е.М.) |
2 | Косвенные измерения физических величин | Деформация тела. Сила упругости. Коэффициент жесткости. | Типовая лабораторная работа 7 класса, является обязательной (Перышкин А.В.) |
25
3 | Установление зависимости между физическими величинами | Трение скольжения. Зависимость силы трения скольжения от силы нормального давления. | Аналогичная работа отсутствует в учебнике 7 класса (Перышкин А.В.), проводится по желанию учителя или в виде демонстрации. |
4 | Косвенные измерения физических величин | Равновесие рычага. Момент силы. | Не является типовой работой. Задание опирается на лабораторную работу 7 класса «Проверка правила равновесия рычага». |
26
2.4. О стимулирование познавательной деятельности учащихся
О занимательных опытах по физике
Иллюстрировать различные физические процессы и стимулировать познавательную активность и желание учиться можно также с помощью
занимательных опытов:
Интереснейшим подтверждением существования инерции служит обыкновенный волчок. Каждая частица волчка движется по окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения. По закону инерции частица в каждый момент времени стремится сойти с окружности на прямую линию, касательную к окружности. Но всякая касательная расположена в той же плоскости, что и сама окружность; поэтому каждая частица стремится двигаться так, чтобы все время оставаться в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. Отсюда следует, что все плоскости в волчке, перпендикулярны к оси вращения, стремятся сохранить свое положение в пространстве, а поэтому и общий перпендикуляр к ним, т.е. сама ось вращения, также стремится сохранить свое равновесие, волчок как бы сопротивляется попытке его опрокинуть. Чем массивнее волчок и чем быстрее он вращается, тем упорнее противодействует он опрокидыванию.
Так же в лабораторных условиях можно проделать следующий эксперимент.
· Возьмем центробежную машину и укрепим на ней диск (сирену дисковую). На край диска поставьте свечу, которую накройте коническим сосудом для демонстрации гидростатического парадокса. Сосуд закрепите на диске проволокой. Почему при вращении диска пламя свечи отклоняется от оси вращения?
Ответ: холодный, болие плотный воздух удаляется от оси вращения, а теплый, менее плотный, приближается, чем и объясняется отклонение пламени.
Сила тяжести
Силу тяжести с которой тела притягиваются к Земле, нужно отличать от веса тела. Понятие веса широко используется в повседневной жизни.
Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Пусть тело лежит на неподвижном относительно Земли горизонтальном столе. Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной.
Сила, с которой Земля или другая планета действует на все тела, находящиеся у ее поверхности, называется силой тяжести. Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела. Теперь вам ясно, почему тело, обладающее большей массой тяжелее, ведь его Земля притягивает
27
с большей силой. Сила тяжести действует на тело вертикально вниз. Изображается так же, как и другие силы
Для проверки теории можно использовать следующие опыты:
· Возьмем диск из метала(фанеры или пластмассы ) диаметром 10 см. по его размерам вырежем кусок бумаги. В одну руку возьмите бумажный диск, а в другую металлический (фанерный или пластмассовый) и предоставьте им возможность свободно падать с одной и той же высоты. Почему металлический диск упадет быстрее бумажного? Положите бумажный диск на металлический и дайте им возможность свободно падать. Почему в этом случае они падают одновременно?
Ответ: на каждый диск действует две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. В начале движения равнодействующая этих сил направлена в низ, больше для металлического диска, поэтому он будет двигаться с большим ускорением. Но с увеличением скорости сила сопротивления воздуха увеличится и станет равной силе тяжести. В итоге оба диска будут двигаться равномерно, но металлический диск – с большей скоростью. (Похожая ситуация возникает, когда парашютист находится в состоянии свободного полета: выпрыгивая из самолета он имеет сравнительно небольшую скорость потом разгоняясь примерно до 50 м/с эти две силы уравновешиваются и он подает с постоянной скоростью).
Во втором случае сопротивление воздуха преодолеет только металлический диск, а сила тяжести сообщает телам равные ускорения в независимости от их масс.
· Возьмите два одинаковых по размерам и массе листа бумаги. Один лист скомкайте. Одновременно отпустите листы с одной и той же высоты. Почему скомканный лист падает быстрее?
Ответ: скомканный лист бумаги падает быстрее, так как на него действует меньшая сила сопротивления со стороны воздуха.
Сила трения.
Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.
Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.
28
Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону
Вот опыт, показывающий, что происходит, если действие силы трения мало.
· Возьмем шелковую нить. Привяжем ее конец узлами к какому-либо грузу и дерним за второй конец нити. Узлы развяжутся.
Или еще опыт более сложный для объяснения.
· Возьмем линейку и положим горизонтально на указательные пальцы рук. Не торопясь, перемещаем пальцы к центру линейки. Почему линейка двигается то по одному, то по другому пальцу?
Ответ: Сила давления со стороны линейки на пальцы изменяется при движении. Стало быть, изменяется и сила трения между пальцами и линейкой. Если один палец расположен ближе к центру, то на него сила давления действует больше. Между ним и линейкой действует большая сила давления, следовательно, перемещается второй палец и т.д.
Закон Бернулли.
Согласно ему полное давление в установившемся потоке жидкости(газа) остается постоянным вдоль этого потока. Полное давление состоит из весового, статического и динамического давления. Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, т.е. динамического давления, статическое давление падает. Закон Бернулли справедлив и для ламинарных потоков газа. Явление понижения давления при увеличении скорости потока лежит в основе работы различного рода расходомеров, вода и пароструйных насосов.
Данный опыт прямое следствие вышеизложенного закона.
· Возьмите стеклянную воронку вместимостью 80-100 см3, вставьте ее в отверстие резиновой пробки, находящийся на патрубке пылесоса. Включите пылесос и на ладони поднесите к воронке шарик от настольного тенниса (возможно, шарик внутри воронки надо будет приподнять). Хотя поток воздуха идет через воронку наружу, шарик поднимется к верхенй части раструба и прочно удержится там. Почему?
Ответ: Явление объясняется законом Бернулли. При продувании воздуха скорость его движения между стенками воронки и шарика больше чем у основания конуса. А где скорость меньше, там давление больше. Следовательно, давление воздуха на основании конуса больше. Это давление удерживает его в раструбе воронки.
Это некоторые опыты, которые можно демонстрировать на уроке. Но изучение физики не ограничивается рамками урока, возможно проведение различных викторин, физических вечеров и конкурсов.
Разработать и провести подобное мероприятие дело весьма трудоемкое, что бы вечер удался, следует помнить о некоторых правилах.
29
Вечер нужно начинать с показа такого интересного опыта, чтобы сразу привлечь внимание учеников. Если в плане вечера есть вопросы их необходимо чередовать с опытами. Заканчивать вечер надо наиболее интересным экспериментом.
После демонстрации опыта желающие объясняют его и отвечают на заданные вопросы. Для ответа следует увлекать как можно больше ребят. Поэтому ученики, правильно ответившие на 1-2 вопроса, в дальнейшем участвуют в исправлении ошибок и неточностей. Иногда целесообразно начать вечер с небольшого сообщения ученикам по тому или иному вопросу с показом соответствующих демонстраций.
Опыты следует тщательно готовить, так как самый занимательный опыт, не удавшийся сразу, перестает интересовать детей и внимание их ослабевает. Опыт не вызывает интереса и в том случае, неудачно сформулирован вопрос, когда плохо пояснена демонстрация.
В учебниках “Физика-7”, “Физика-8” “ Физика-9” (авторы А.В.Перышкин, Н.А.Родина) учащимся после изучения отдельных тем предлагаются экспериментальные задания для наблюдений, которые можно выполнить в домашних условиях, объяснить их результаты, составить краткий отчет о работе...
Домашние экспериментальные работы.
Из статьи И.В.Литовко видно, что многим учащимся при изучении физики нравится наблюдать за опытами, а многие не прочь проделать какие-либо опыта дома в качестве домашнего задания. Какие еще плюсы у домашних экспериментов по сравнению с опытами и лабораторными, проводимыми в классе? Как уже говорилось, это менее жесткое ограничение по времени. Так же дети дома чувствуют себя более комфортно, чем на лабораторных занятиях в школе, где многие дети могут пребывать в стрессовом состоянии, что может отрицательно влиять на продуктивность выполнения работы. При выполнении задания дома школьники полностью самостоятельно выполняют задание, занимаются творческой деятельностью, что благоприятно сказывается на их развитии. О том, что домашние опыты полезно использовать учителю в процессе обучения школьников сказано достаточно много. Теперь посмотрим, что же представляют собой эти опыты и как с ними можно работать учителю.
Требования, предъявляемые к домашним экспериментам. Прежде всего, это, конечно, безопасность. Так как опыт проводится учеником дома
30
самостоятельно, без непосредственного контроля учителя, то в опыте не должно быть никаких химических веществ и предметов, имеющих угрозу для здоровья ребенка и его домашнего окружения. Опыт не должен требовать от ученика каких-либо существенных материальных затрат, при проведении опыта должны использоваться предметы и вещества, которые есть практически в каждом доме: посуда, банки, бутылки, вода, соль и так далее. Выполняемый дома школьниками эксперимент должен быть простым по выполнению и оборудованию, но, в то же время, являться ценным в деле изучения и понимания физики в детском возрасте, быть интересным по содержанию. Так как учитель не имеет возможности непосредственно контролировать выполняемый учащимися дома опыт, то результаты опыта должны быть соответствующим образом оформлены (примерно так, как это делается при выполнении фронтальных лабораторных работ). Результаты опыта, проведенного учениками дома, следует обязательно обсудить и проанализировать на уроке. Работы учащихся не должны быть слепым подражанием установившимся шаблонам, они должны заключать в себе широчайшее проявление собственной инициативы, творчества, исканий нового. На основе вышесказанного кратко сформулируем предъявляемые к домашним экспериментальным заданиям требования:
-безопасность при проведении;
-минимальные материальные затраты;
-простота по выполнению;
-иметь ценность в изучении и понимании физики;
-легкость последующего контроля учителем;
-наличие творческой окраски.
Таким требованиям должны соответствовать опыты, предлагаемые учителем школьникам для самостоятельного проведения в домашних
31
условиях. Далее рассмотрим, как домашние опыты и наблюдения учитель может применять в процессе обучения школьников физике.
Методика работы учителя с домашними экспериментальными заданиями. Так как одно из требований к домашнему опыту — простота по выполнению, следовательно, их применение целесообразно проводить на начальном этапе обучения физике, когда в детях еще не угасло природное любопытство. К тому же вряд ли удастся придумать эксперименты для домашнего проведения по таким темам, как, например: большая часть темы “Электродинамика” (кроме электростатики и простейших электрических цепей), “Физика атома”, “Квантовая физика”.
Домашний эксперимент можно задавать после прохождения темы в классе. Тогда ученики увидят собственными глазами и убедятся в справедливости изученного теоретически закона или явления. При этом полученные теоретически и проверенные на практике знания достаточно прочно отложатся в их сознании.
А можно и наоборот, задать задание на дом, а после выполнения провести объяснение явления. Таким образом, можно создать у учащихся проблемную ситуацию и перейти к проблемному обучению, которое непроизвольно рождает у учащихся познавательный интерес к изучаемому материалу, обеспечивает познавательную активность учащихся в ходе обучения, ведет к развитию творческого мышления учеников. В таком случае, даже если школьники не смогут объяснить увиденное дома на опыте явление сами, то они будут с интересом слушать рассказ преподавателя.
Летние работы и наблюдения. Практические задания по физике можно давать учащимся и на летний период, чтобы использовать богатейшую лабораторию — природу и разнообразные объекты техники, которых нет под рукой во время обучения на уроках в школе. Учителю, дающему летнее задание, не следует гнушаться его простотой и несложностью. Задания, даваемые учащимся на каникулы, должны быть краткими и простыми.
32
Если учащийся, живущий на даче, в деревне, подойдя за водой к деревенскому колодцу, обратит внимание (по заданию учителя) на устройство ворота или на устройство колодезного журавля, да еще сравнит диаметр вала с диаметром колеса или “длины плеч” журавля, то выполнение уже этого простенького задания принесет пользу. Этот учащийся при проработке или при повторении темы “Простые механизмы” будет воспринимать (или воспроизводить) материал гораздо сознательнее, чем тот учащийся, который никогда не видел или не обращал внимания на подобные механизмы.
Особенно разнообразные задания можно предложить тем ученикам, которые будут купаться и кататься на лодке. Не чувствуя обстановки урока, эти учащиеся с особенным интересом вспомнят о заданиях учителя и с большой охотой будут наблюдать различные явления и проделывать несложные опыты. По-новому будут смотреть они на зеркальную поверхность пруда или озера, в которой отражаются противоположный берег и облака, видя в этих явлениях действие законов отражения и преломления. А как просты и разнообразны опыты по образованию и распространению волн от брошенного в воду камня! Сколько раз учащийся может повторить эти опыты, находясь на мостках пруда. Еще можно предложить ученикам понаблюдать за плаванием тел, за “потерей в весе” по закону Архимеда, за понижением температуры собственного тела при выходе из воды наружу при ветре (теплота парообразования и интенсивность испарения). При плавании на лодке следует обратить внимание учащихся на проявление инерции, когда быстро плывущая лодка с разгона врезается в берег и на проявление третьего закона Ньютона при прыжках с лодки на берег или просто в воду. Или еще пример. Вот учащиеся пересекают речку на лодке. Кажется, маленький факт. Однако и здесь можно обратить их внимание на сложение движений и указать на правило параллелограмма.
Задача учителя в организации летних работ и наблюдений состоит главным образом в том, чтобы натолкнуть на мысль, направить, сделать намек. Все остальное добавит собственная зрения учащихся и их неиссякаемая любознательность.
33
Если учитель задал ученикам на дом провести эксперимент или наблюдение, то совершенно не обязательно, что все учащиеся (как и при любом домашнем задании) выполнят это задание. При любом домашнем задании есть ученики, выполнившие домашнюю работу и не сделавшие ее по какой-либо причине. Однако, следует ожидать, что учеников, желающих провести дома самостоятельно опыт, будет больше чем желающих читать учебник. Как карать за невыполненное домашнее задание и насколько сильно требовать выполнения опыта зависит от конкретного учителя. Обсуждение механизма выставления оценок не входит в тему данной работы, поэтому здесь мы не будем останавливаться. Ясно то, что выполнение дома опыта должно поощряться учителем. Это может быть выставление хороших оценок, постановка выполнивших в пример невыполнившим, тут опять же все зависит от конкретного учителя, от его характера работы с каждым отдельным классом.
Проверка выполнения работы.
P.S. Остальной материал по данной теме я не печатаю, поскольку он очень обширен.
34
3. Приложение
3.1. Экспериментальное изучение упругого и неупругого удара.
Цель работы
Определить скорость пули и энергию диссипации при абсолютно неупругом ударе.
Приборы и принадлежности:
Цилиндрический маятник, пластилиновый шар на нити, пневматическая винтовка, весы с набором гирь, пуля, линейка, лабораторный штатив.
Порядок выполнения работы:
- .Заметить на шкале начальное положение подвешенного шара
- Измерить длину нити L.
- Произвести выстрел из винтовки. Опыт проделать три раза и найти среднее значение отклонения.
- По формулам (1), (2), (3) вычислить скорость пули в момент удара и энергию диссипации.
- Заметить на шкале начальное положение маятника.
- Произвести выстрел из винтовки и определить по шкале перемещение маятника l после частично упругого удара. Данные занести в таблицу. Опыт проделать три раза и найти среднее значение отклонения.
- По формулам (4), (5) определить скорость маятника после частично упругого удара.
Контрольные вопросы и задания
- Какое взаимодействие называется ударом?
- Какой удар называется абсолютно упругим, абсолютно неупругим? Какие законы выполняются при этих ударах?
- Что называется коэффициентом восстановления?
- Получите из закона сохранения энергии и импульса скорость пули в момент удара и энергию диссипации при абсолютно неупругом ударе.
- Получите соотношения для определения скорости пули и маятника после частично упругого удара.
35
- m1V1 + m2V2 = (m1 + m2)U
36
37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В течение преподавательской деятельности я пришел к выводу, что для качественной подготовке учащихся к удовлетворительному выполнению 23 задания ОГЭ учителю необходимо на высоком уровне знать и владеть методами существующей типологии лабораторных работ, т.к. работы исследовательского характера вызывают затруднения даже у сильных учеников. Для планирования своей работы и при составлении рабочей программы стараться ,как можно в большем объеме использовать КИМ ОГЭ по физике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Генденштейн, Л.Э. Как научить решать задачи по физике и подготовить к ГИА / Л.Э. Генденштейн, В.А. Орлов, Г.Г. Никифоров // Физика – Первое сентября. – 2010. - № 19, 1-15 октября. – С. 36-40.
2. Генденштейн, Л.Э. Как научить решать задачи по физике (основная школа): Подготовка к ГИА / Л.Э. Генденштейн // Физика – Первое сентября. – 2010. - № 16, 16-31 августа. – С. 28-32.
3. Кабардин О.Ф. Физика. 9 класс: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с.
4. Камзеева Е.Е., Демидова М.Ю. Государственная итоговая аттестация по образовательным программам основного общего образования в 2014 г. в форме ОГЭ. Учебно-методические материалы для подготовки экспертов предметных комиссий по проверке выполнения заданий с развернутым ответом.
5. Маркова С. Готовимся к ЕГЭ по математике на уроках физики (или к ЕГЭ по физике на уроках математики) «Физика. № 11». – М.: издательский дом Первое сентября. – Июнь. - 2010.
6. Нурминский А.И. Физика. 7-9 классы./ А.И. Нурминский, И.И. Нурминский, Н.В. Нурминская. – М.: Дрофа, 2011. – 158 с.
7. Психологическая диагностика и коррекция умственного развития учащихся (пособие для школьных психологов) / Под ред. К.М. Гуревича, И.В. Дубровиной. - М.: Олимп, 2010.
8. Преподавание физики, развивающее ученика. Кн. 1. Подходы, компоненты, уроки, задания / Под ред. Э.М. Браверман. Пособие для учителей и методистов. - М.: Ассоциация учителей физики, 2003. – 400 с.
9. Преподавание физики, развивающее ученика. Кн. 2. Развитие мышления:
38
общие представления, обучение мыслительным операциям / Под ред. Э.М.Браверман. Пособие для учителей и методистов. М.: Ассоциация учителей физики, 2005. – 272 с.
10. Преподавание физики, развивающее ученика. Кн. 3. Формирование образного и логического мышления, понимания, памяти. Развитие речи / Под ред. Э.М. Браверман. Пособие для учителей и методистов. - М.: Ассоциация учителей физики, 2005. – 360 с.
11. Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. – М.: Просвещение, 2008. – 112 с.
12. Усова А.В., Тулькибаева Н.Н. Практикум по решению физических задач. – М.: Просвещение, 2001. – 206 с.
13. Электронный ресурс: http://pedsovet.su/ Моржакова Т.Ю. Использование ключевых ситуаций на уроках физики.
14. В.И. Елькин «Оригинальные уроки физики и приёмы обучения». Журнал «Физика в школе». 24/2001г.
15. В.С. Игропуло «ФИЗИКА: алгоритмы, задачи, решения», изд. «Сервисшкола» -М.2005
16. Физика. Подготовка к ЕГЭ. — учебно-методическое пособие под ред. МонастырскогоЛ.М. изд. «Легион-М»,2009.
17. Г.А. Бендриков, Б.Б. Буховцев «Сборник задач по физике», изд. «Оникс»-М.2006.
18. Н. И. Зорин «Физика .Тестовые задачи.», изд. «Эксмо»-М.2008.
- http://5terka.com/node/6977
- http://www.metod-kopilka.ru/laboratornaya_rabota_7_klass-52102.htm
- http://physics-lab.ucoz.ru/publ/laboratory_work/laboratory_work_10/laboratornaja_rabota_3_zhestkosti_pruzhiny/17-1-0-70
- https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-opredelenie-zhestkosti-pruzhini-850138.html
- http://www.obereg29.ru/learn/catalog/detail.php?ELEMENT_ID=7352
- http://www.himlabo.ru/gia-po-fizike
- http://5terka.com/node/1138
- http://kab2.id1945.com/gia_lab.html
- http://physmatica.ru/reshebniki/reshebnik-k-uchebniku-po-fizike-za-9-klass-fizika-9-klass-i-k-kikoin-a-k-kikoin/laboratornaya-rabota-6-izuchenie-ravnovesiya-tel-pod-dejstviem-neskolkix-sil.html
39
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2013/05/12/picture-254102-1368364278.jpg)
Организация физического эксперимента в 8 классе
Элективный курс предназначен для учащихся 8-х классов, желающих приобрести опыт самостоятельного применения знаний по физике на практике при проведении экспериментов. В курсе даются сведения о методах...
![](/sites/default/files/pictures/2013/12/03/picture-359368-1386089793.jpg)
Методическая разработка. "Домашний физический эксперимент" 7- 11 классы
Физика ,наука прежде всего экспериментальная.Для преподавания и изучения такого предмета как физика необходимо,в первую очередь демонстрационные опыты на уроках, сопровождающие изучаемую тему.Дл...
методическая разработка "домашний физический эксперимент"
Одним из важных способов повышения мотивации у учащихся к изучению физики в школе является физический эксперимент. Выполнение стандартных лабораторных работ, наблюдение демонстраций на уроке не позвол...
Методическая разработка _Организация рефлексивного осмысления результатов урока в соответствии с требованиями ФГОС (из опыта работы учителя физической культуры)_
Развитие ребёнка предполагается в ходе обучения. Процессы развития включают в себя самообразование, овладение способами добывания знаний и саморазвития, изменение самого себя. И то и другое невозможно...
Методическая разработка по физической культуре с учетом регионального содержания
Методическая разработка по физической культуре с учетом регионального содержания...
![](/sites/default/files/pictures/2021/10/20/picture-1287629-1634723284.jpg)
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА "ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ОЛИМПИАДЫ ПО ФИЗИКЕ"
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА "ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ОЛИМПИАДЫ ПО ФИЗИКЕ"...