Выступление на ГМО: "Роль физического эксперимента на уроках физики"
методическая разработка по теме

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 17»

РОЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА УРОКАХ ФИЗИКИ

(выступление на городском методическом объединении учителей физики)

Учитель: Игольченко С.Н.

Новомосковск, 2009 г.

«Опыт ценнее тысячи мнений, рождённых воображением»

 (М.В. Ломоносов)

« Опыт – верховный судья теории» (Л.Д. Ландау)

«Лучше один раз увидеть, чем десять раз услышать»

Эксперимент является важнейшим элементом процесса обучения физике. Он выполняет несколько дидактических функций: повышает интерес к предмету, активизирует внимание обучающихся, способствует политехническому образованию. Велика его роль в формировании физических понятий.

С точки зрения современных требований к организации учебного процесса физический эксперимент должен быть органически связан с логическими элементами урока, а для этого необходимо в каждом конкретном случае не только решать вопрос о содержании эксперимента, но и определять его место на уроке. Это эффективное средство обучения, как и любое другое, должно использоваться целенаправленно и педагогически обосновано.

Одно из ведущих мест в системе школьного физического эксперимента занимают демонстрации, проводимые учителем, обычно при объяснении нового материала. Они дают возможность обучающимся воспринимать изучаемые предметы и явления в натуральном виде или близком к нему. Познавательная деятельность обучающихся при этом проявляется в наблюдениях изучаемых объектов. Проведение демонстрационного эксперимента наиболее доступно для всех школ, так как требует оборудования только в одном экземпляре. Демонстрационный эксперимент позволяет сравнительно быстро сделать понятными важные обобщения и имеет большое значение для показа обучающимся приёмов проведения самостоятельного эксперимента.

Но при всём этом демонстрационный эксперимент не всегда обеспечивает приобретение обучающимися действительных знаний. Объясняется это, прежде всего, тем, что при классных демонстрациях обучающиеся только наблюдают, но сами в них активно не участвуют, поэтому многого не замечают.

Например, при изучении реостата, конечна, нужна его демонстрация, но одна демонстрация не обеспечивает должного качества изучения прибора, так как со стола учителя не всем обучающимся видны витки, устройство скользящего контакта, совсем не видно, как присоединяются концы обмотки к зажимам. Поэтому обучающиеся должны иметь реостаты у себя на столах во время объяснения учителя.

Кроме того, демонстрационный эксперимент не даёт обучающимся практических умений, которые вырабатываются при непосредственном выполнении ими упражнений. Есть такая китайская мудрость: «Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю».

Из всего этого следует, что демонстрационный эксперимент необходимо дополнять различными видами самостоятельной практической работы обучающихся, в частности фронтальными опытами.

Под ними понимается вид эксперимента, при котором все обучающиеся одновременно в процессе изучения материала на уроке под руководством учителя проводят кратковременные наблюдения, опыты, часто сопровождаемые измерениями, и на основании полученных данных делают выводы. Например, они «выводят» условия равновесия рычага, закон Архимеда, закон Ома, законы последовательного и параллельного соединения проводников и т.д.

Фронтальные опыты, особенно исследовательского характера, когда обучающимся приходится что-то «открывать», вызывают у них живой интерес, создают эмоциональную окраску урока, что стимулирует интеллектуальную деятельность обучающихся, создаёт необходимые предпосылки для прочного усвоения знаний и выработки более прочных навыков.

Наличие необходимого оборудования перед началом урока на столах обучающихся имеет и своё организующее значение. Обучающиеся видят, что на столах приготовлены приборы, значит, им предстоит выполнить какую-либо работу: они с интересом ждут её начала.

Опасение, что выданное оборудование будет отвлекать обучающихся, и они не будут слушать объяснение учителя, несостоятельно, так как практика показывает, что при систематическом использовании фронтальных опытов обучающиеся привыкают к наличию приборов на столе и всё своё внимание направляют на его изучение только в нужный момент.

Таким образом, положительна роль систематичности фронтальных опытов. Обучающиеся, привыкая к такому виду работ, уверенней выполняют задания. Систематическое использование фронтальных опытов позволяет эффективно направлять умственную и практическую деятельность обучающихся на уроке в первоначальный момент формирования знаний и умений, помогает реализовать индивидуальный подход к ним. Следя за их действиями при выполнении фронтальных опытов, учитель сразу замечает слабые стороны в знаниях и умениях ребят. Заметив типичную ошибку или одинаковое затруднение у многих обучающихся, учитель может на время приостановить работу и дать общее разъяснение или указание всему классу. Если же неудача произошла у кого-то одного, учитель должен оказать ему помощь, чтобы ликвидировать возможное отставание. При хорошей подготовке опытов и надлежащей дисциплине класса все обучающиеся заканчивают опыт почти одновременно.

Можно проводить несколько фронтальных экспериментов на одном уроке. Например, при изучении темы «Поверхностное натяжение» в 10 классе.

Опыт № 1. Перед каждым обучающимся небольшой стаканчик, до краёв наполненный водой, и скрепки. Вопрос: «Можно ли поместить в стакан ещё что-нибудь, например, скрепки, не пролив воды?» Ребята начинают пробовать: в стакан одну за другой опускают скрепки. Вода выгнулась грибком, но не проливается. Ребята удивлены. Подводим итог: мы узнали, что на поверхности воды действует сила поверхностного натяжения.

Опыт № 2. Каждый ученик изучает образование капель из пипетки. И оказывается: 10-классник способен удивиться капле. Долго рассматривают обыкновенную каплю у края пипетки. Делаем вывод: форма капли – её округлость и тонкая шейка – обусловлены силами поверхностного натяжения.

Опыт № 3 (демонстрационный). Выясняем, какую форму принимает жидкость под действием одних только сил поверхностного натяжения. Опыт Плато: в небольшой стаканчик с одеколоном, разбавленным водой, помещаем каплю растительного масла. Внутри раствора плавает золотистый шарик.

Опыт № 4. Нужно выяснить направление сил поверхностного натяжения. Обучающиеся берут имеющиеся на их  столах проволочные каркасы с ненатянутой нитью внутри и помещают их в мыльный раствор, а затем вынимают. Рассматривают расположение нити на плёнке. Прокалывают плёнку с одной стороны. Теперь нить натянута плёнкой и образовала дугу. Вывод: сила поверхностного натяжения перпендикулярна к границе поверхностного слоя жидкости.

Иногда фронтальные опыты используют при закреплении изученного материала или его повторения. В этих опытах предусматриваются задания не на простое воспроизведение изученного, а на применение усвоенных правил, законов, понятий в новых ситуациях, созданных самостоятельной работой обучающихся.

Конечно, основным видом самостоятельных экспериментальных занятий обучающихся при изучении физики являются фронтальные лабораторные работы. Роль лабораторных работ – в формировании практических умений и навыков, осмысливании теоретических выводов, в знакомстве с практическим применением изучаемого материала трудно переоценить. На лабораторных работах первоначальные практические умения закрепляются, совершенствуются.

Исходя из анализа структуры научного эксперимента, обучающимся может быть предложен план деятельности по выполнению учебного эксперимента в процессе лабораторной работы:

1. Уяснение цели эксперимента.
2. Выяснение условий для достижения поставленной цели.
3. Планирование эксперимента, включающего ответы на вопросы:

а) какие наблюдения провести;

б) какие величины измерить;

в) приборы и материалы, необходимые для проведения опыта;

г) ход опытов и последовательность и выполнения;

д) выбор формы записи результатов эксперимента.

4. Отбор необходимых приборов и материалов.

5. Сбор установки, электрической цепи.

6. Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записями их результатов.

7. Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов (в словесной, знаковой или графической форме).

Чем подробнее анализируется эта структура деятельности и основательнее отрабатывается каждая из операций на начальном этапе обучения, тем быстрее умение становится обобщённым, многие операции выполняются в свёрнутом виде, и обучающиеся быстрее овладевают умением самостоятельно (без подробных инструкций учителя) выполнять опыты. При этом значительно повышается роль эксперимента в усвоении обучающимися понятий и законов.

Фронтальные опыты могут предшествовать фронтальным лабораторным работам. Можно, конечно, спросить: «Зачем повторять, казалось бы, одну и ту же работу и с теми же приборами?» Но дело в том, что учёными доказано, то для перехода сведений из оперативной памяти (кратковременной) в долговременную, нужно от 3 до 7 «кругов информации», т.е. повторений. Дети прекрасно чувствуют недостаточность одно- и двухразового показа опыта, поэтому они окружают после звонка с урока стол учителя с просьбой повторить опыты или разрешить им самим потрогать приборы, воспроизвести эксперимент. Это говорит о том, что педагоги зачастую недооценивают и силу осязательной памяти у детей.

Демонстрационные установки могут служить вещественно-образными опорными сигналами при проведении уроков методом эвристической беседы и при опросе. И это не случайно: ведь психологи выявили, что произвольное (требующее усилий) вспоминание и мышление – несовместимые умственные процессы. Поэтому когда установки для проведения опытов оказались при опросе перед глазами детей, нагрузка на их память гораздо уменьшилась.

Ещё один вид самостоятельной экспериментальной работы обучающихся – физический практикум. Но в последнее время он практически исключён из школьной программы. В 10 и 11 классах на него просто не остаётся времени. А жаль, потому что проведение работ физического практикума обобщает все умения и навыки, полученные обучающимися при проведении фронтальных опытов и лабораторных работ. Кроме того, ребята учатся работать в группах, где всем, даже слабым обучающимся, даётся посильное задание. Хорошо, если учитель умудряется найти время для такой работы. Но, вообще-то, как известно, история развивается по спирали. И физика, как наука экспериментальная, вернётся к тому, что физический практикум надо проводить хотя бы для того, чтобы выявить одарённых детей, которые любят и умеют работать с приборами.

Важным дополнением ко всем видам экспериментальных и практических работ, проводимых обучающимися в школе, является выполнение ими опытов и наблюдений в домашних условиях. Особое значение домашние опыты имеют для развития познавательного интереса и творческих способностей школьников, для формирования у них экспериментальных умений и навыков.

Выполнение домашних опытов и наблюдений играет особенно важную роль в подростковом возрасте, так как в этот период перестраивается характер учебной деятельности школьника. Подростка уже не всегда удовлетворяет то, что ответ на его вопрос есть в учебнике. У него появляется потребность получить этот ответ из жизненного опыта, наблюдений за окружающей действительностью, за результатами собственных экспериментов.

Особенностью домашних опытов является то, что для их проведения не нужно специального оборудования и приборов. Как правило, необходимые предметы и материалы имеются в доме у каждого ученика.

При проведении домашних опытов учитель не должен забывать о контроле за выполнением этих заданий. Обсуждение результатов этой работы является одним из важных моментов в проведении домашних опытов. Требование пересказать содержание опыта и сообщить его результат (а ещё лучше показать его) способствует развитию логического мышления обучающихся, приучает их к анализу фактов. Учителю нужно довести умозаключение обучающегося до необходимого научного уровня. Поэтому он вместе с обучающимся корректирует полученные результаты, направляет его на формулировку правильных выводов.