Розробка схем простих демонстраційних експериментів для шкільного курсу оптики - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Розробка схем простих демонстраційних експериментів для шкільного курсу оптики

Вихідними є досліди, що лежать в основі вихідних фактів, які послужили у свій час відправним моментом, що забезпечує створення теоретичного знання. Якщо вихідні досліди не можуть бути відтворені у процесі навчання із самих різних причин, то їх можна (і потрібно) заміняти модельно-вихідними, які дозволяють створювати уявлення про кінетику фізичних процесів, що лежать в основі теорії. Отже, вихідні досліди передують вивченню основного теоретичного матеріалу теми. Вони відкривають клас нових явищ, які підлягають вивченню надалі, і створюють для цього відповідну експериментальну основу. Глибоке розуміння змісту вихідних дослідів необхідне для наступного успішного вивчення теми.

Вихідні досліди - загальні, охоплюють багато сторін досліджуваних явищ і носять у своєму складі проблемний характер. Тому в постановці вихідних дослідів широко використовується створення проблемних ситуацій. Якщо дослід є фундаментальним у науці, то важливо використовувати історичні відомості про ті ситуації, які виникли перед вченими в ході розвитку фізичних ідей, про постановку наукових проблем і їх експериментальне вирішення. Аналізуючи вихідний дослід, необхідно роз'яснити, які наукові ідеї були покладені в його основу, які висновки принципового характеру були отримані з експерименту, як вони вводяться у теоретичну систему навчального матеріалу теми або розділу.

У модельно-вихідних дослідах аналізуються процеси і явища, які в решті решт будуть використані в поясненні реальних явищ. При цьому важливо виділити і піддати аналізу тільки ті сторони явищ, що спостерігаються, які дозволяють створити правильні модельні уявлення про досліджувані явища. Тому використання модельно-вихідних дослідів, на відміну від вихідних, потребує попереднього теоретичного осмислювання дослідних фактів, що вивчаються. Тут придатний метод пояснення, послідовність якого така: при використанні модельних уявлень теоретично аналізується очікуване явище, його зв'язки й залежність від інших явищ; демонструється модель цього явища; наводяться приклади реальних явищ, які узгоджуються з даним модельними уявленням. Описана тут методика використання вихідних і модельно-вихідних дослідів носить узагальнений характер. Вона може бути застосована при демонстрації будь-якого досліду цього виду незалежно від природи досліджуваного фізичного явища.

Визначальними будемо називати досліди, постановка яких дає можливість виділити основні ознаки понять, наповнити їх змістом, а також встановити деякі кількісні і якісні характеристики і властивості ідеалізованого об'єкта.

Функціональні досліди дозволяють встановити або підтвердити наявність зв'язків між фізичними поняттями.

Ілюстративні досліди підтверджують висловлення, припущення й наслідки, що виходять з теорії.

Технічні досліди розкривають застосування фізичних закономірностей у техніці та вимірюваннях.

Такі досліди можуть бути в наявності у будь-якому навчальному матеріалі розділу або теми, але їх предметне втілення залежить від логічної структури цього матеріалу, а також від рівня підготовки учнів.

Подібний підхід до навчального експерименту дозволяє:

- краще осмислити зміст, роль і місце навчального експерименту у викладанні фізики, його зв'язок з теорією;

- виробити єдині прийоми узагальненого характеру, придатні для використання в постановці багатьох дослідів певного виду в навчанні фізиці, що досить важливо при підготовці вчителя фізики;

- ознайомити учнів з мовою фізики й методом фізичної науки й тим самим підвищити науковий рівень системи фізичних знань [12].

1.2.2 Види шкільного навчального експерименту

Надана вище схема відображає зв'язок експерименту з теорією, але нічого не повідомляє про послідовність засвоєння експериментальних умінь і навичок, про виконавця досліду (вчитель чи учень), про місце проведення експерименту (на уроці або дома). Розглянемо ці питання докладніше.

Залежно від того, ким здійснюється навчальний експеримент - вчителем або учнем, його прийнято розділяти на демонстраційний і лабораторний. У свою чергу, існують два види лабораторного експерименту: фронтальні лабораторні роботи й роботи фізичного практикуму. До лабораторного експерименту умовно можна віднести й домашні фізичні досліди учнів.

Фізичний експеримент у школі застосовується в наступних видах:

- демонстраційний дослід, який проводить вчитель;

- фронтальні лабораторні роботи, які виконуються учнями в процесі вивчення програмного матеріалу;

- роботи фізичного практикуму, які виконуються учнями в завершення попередніх розділів курсу фізики або наприкінці всього шкільного курсу фізики;

- експериментальне завдання;

- позакласні фізичні досліди і домашня експериментальна робота.[9].

У всіх посібниках вказують саме ці основні види навчального експерименту, за винятком посібника за редакцією С.Е. Каменецького, у якому відповідно до сучасних вимог і можливостей техніки вводиться в навчальний процес, доповнивши перераховані види експерименту, новий вид - фізичний експеримент із використанням комп'ютера [13].

Ця класифікація складалася поступово: на початку був тільки демонстраційний експеримент, потім (наприкінці XIX століття) виникла ідея фронтального фізичного експерименту, що остаточно реалізувалася у школі тільки в 50-і роки XX століття, потім, на кілька десятків років пізніше, був введений у школі фізичний практикум [9].

Наступна схема класифікації фізичного експерименту (рис. 1.1) відображає послідовність рівнів засвоєння експериментальних умінь і навичок.

Рисунок. 1.1 - Класифікація навчальних фізичних експериментів

Перший етап:

Формування первісних практичних умінь і навичок, демонстраційний експеримент або демонстрація. Демонстрація - це фізичний експеримент, що представляє фізичні явища, процеси, закономірності, які сприймаються зорово.

Демонстрація ілюструє теоретичні положення, які викладає на уроці вчитель, і підготовляє до самостійного проведення фронтальних лабораторних робіт. Варто врахувати, що демонстраційний експеримент не вичерпує всіх можливостей активного сприйняття учнями досліджуваних явищ, оскільки учні тільки спостерігають. Практичні вміння й навички виробляються в ході учнівського експерименту, тому демонстрацію потрібно доповнювати фізичним практикумом. Практичні вміння й навички виробляються в ході учнівського експерименту, тому демонстрації потрібно доповнювати фронтальними лабораторними роботами й фізичним практикумом. У число демонстрацій варто включати досліди (або їх фрагменти), що ілюструють явища на якісному рівні, які пізніше будуть виконуватися на фронтальних лабораторних роботах з кількісною оцінкою.

Другий етап:

Фронтальні лабораторні роботи - вид практичних робіт, що виконуються у процесі досліджуваного програмного матеріалу, коли всі учні класу одночасно виконують однотипний експеримент, використовуючи однакове обладнання [13]. Ці роботи, відносно невеликі за часом, як правило займають лише частину уроку або один урок. Учні починають їх виконувати вже на першому році вивчення базового курсу фізики в основній школі [9].

На фронтальних лабораторних роботах переборюється розрив теорії із практикою, простежується очевидний зв'язок науки й техніки; удосконалюються, розвиваються й заглиблюються первісні подання, формуються поняття як основний елемент наукових знань; розвивається інтерес, що сприяє самостійній діяльності; виробляються особистісні якості (акуратність, організованість, наполегливість і ін.) тощо.

З іншої сторони, вони формують тільки найпростіші вміння й навички, не вирішують до кінця завдання формування в школярів узагальнених практичних умінь і навичок, так необхідних у сучасних дослідженнях. Ці завдання можна вирішити тільки при організації робіт фізичного практикуму.

Третій етап - завершальний.

Фізичний практикум - практична робота, яка виконується учнями в завершення попередніх розділів курсу (або наприкінці року), на більш складному обладнанні, з більшою часткою самостійності, чим на фронтальних лабораторних роботах [13]. Роботи виконуються звичайно учнями старших класів. Практикум організують таким чином, що кілька бригад учнів, змінюючи одна одну за графіком, виконують по черзі 5 - 7 різних робіт [9].

При виконанні робіт фізичного практикуму відбувається повторення, поглиблення, розширення, узагальнення й систематизація знань по різних темах розділу або загального шкільного курсу фізики; розвиток і вдосконалення експериментальних умінь і й навичок [13].

Експеримент із використанням комп'ютера.

Розвиток нових інформаційних технологій дозволяє скоротити число явищ і процесів, які неможливо безпосередньо відтворити й дослідити в умовах школи. Це стало можливим завдяки використанню комп'ютерного моделювання шкільного фізичного експерименту. Він дозволяє варіювати умови того або іншого експерименту, робити розрахунки, вирішувати експериментальні завдання тощо.

Комп'ютерний експеримент може бути як демонстраційним, так і лабораторним. Але в кожному разі необхідно сполучити його з натуральним експериментом. У противному випадку застосування комп'ютерного експерименту може зробити замість позитивного негативний вплив на якість навчання фізиці [9].

Домашні експериментальні роботи - це найпростіший самостійний експеримент, що виконується учнями вдома або поза школою при відсутності безпосереднього керівництва з боку вчителя.

Цей вид експерименту повинен супроводжувати й доповнювати процес навчання фізиці на другому й третьому етапах засвоєння експериментальних вмінь і навичок, тому що практичні роботи цього виду вимагають оформляти звіт, фіксувати й обробляти результати проведеного експерименту.

Експериментальне завдання - це завдання, у яких експеримент служить засобом визначення деяких вихідних величин, необхідних для рішення; дає відповідь на поставлене у ній питання або є засобом перевірки зроблених відповідно до умови розрахунків.

Експериментальні завдання можна ставити на основі показаних демонстрацій, доповнювати ними завдання фронтальних лабораторних робіт і фізичного практикуму.

Використовуючи навчальний експеримент, учитель має можливість:

продемонструвати досліджуване явище в педагогічно трансформованому вигляді й тим самим створити базу для його вивчення;

проілюструвати прояв встановлених у науці закономірностей у доступному для учнів виді;

познайомити учнів з експериментальним методом вивчення фізичних явищ;

показати застосування вивчених фізичних явищ у побуті й техніці;

підвищити наочність викладання й тим самим зробити досліджуване явище більше доступним для учнів [13].

Отже, без експерименту немає й не може бути раціонального навчання фізиці. Одне словесне навчання фізиці неминуче приведе до формалізму й механічного завчання.

2. ДЕМОНСТРАЦІЙНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ФОРМА ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ

2.1 Місце демонстраційного експерименту в шкільному курсі фізики

Демонстраційний експеримент як метод навчання з'явився практично одночасно з початком викладання систематичного курсу фізики. У системі методів організації й здійснення учбово-пізнавальної діяльності учнів, що класифікуються за джерелом передачі й сприйняття навчальної інформації, демонстраційний експеримент відноситься до наочних методів навчання. Відносно двох інших провідних методів цієї групи - словесного і практичного, демонстраційний експеримент займає особливе місце: він ніколи не використовується як відокремлений метод, але завжди в сполученні зі словесним (лекція, пояснення, бесіда), а також з іншими засобами наочності (малюнки, таблиці, екранні посібники).

Страницы: 1, 2, 3, 4