Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЗМІСТ
1. Система шкільного експерименту з фізики.
2. Зміст і значення демонструвань з фізики.
3. Основні вимоги до демонстраційних дослідів з фізики.
4. Фронтальні лабораторні роботи і фізичні практикуми.
5. Роль експерименту в процесі вивчення фізики в школі.
6. Зміст і завдання практикуму з методики і техніки шкільного фізичного експерименту.
7. Засоби НІТ у навчальному фізичному експерименті.
8. Приклади навчального фізичного експерименту.
Використовувана література.
1. СИСТЕМА ШКІЛЬНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ З ФІЗИКИ
Навчальний експеримент у школі є основою вивчення фізики. Без перебільшення можна сказати, що якість знань і практична підготовка учнів з фізики перебувають у прямій залежності від якості фізичного експерименту. Шкільний фізичний експеримент підводить учнів до розуміння сучасних фізичних методів дослідження, виробляє у них практичні вміння і навички.
Під системою навчального експерименту розуміють сукупність взаємоповязаних предметів навчального обладнання, методів і методичних прийомів, що відповідають домінуючій концепції навчання і виховання.
Пройшовши тривалнй шлях розвитку, шкільний фізичний експеримент перетворився з окремих дослідів у струнку систему навчального експерименту, яка охоплює такі його види:
1) демонстраційпі досліди, виконувані вчителем;
2) фронтальні лабораторні роботи;
3) роботи фізичного практикуму;
4) експериментальні задачі;
5) позакласні досліди.
Усі ці види шкільного фізичного експерименту підпорядковані загальній меті навчання і виховання. Проте, крім цієї загальної мети, кожен вид навчального експерименту має більш вузьке цільове призначення, свої особливості в методиці і техніці проведення експерименту.
2. ЗМІСТ І ЗНАЧЕННЯ ДЕМОНСТРУВАНЬ 3 ФІЗИКИ
Під демонструваннями з фізики розуміють покази фізичних явищ і звязків між ними. Демонстрування звичайно поділяють на дві групи: демонстрування самих фізичних явищ і демонстрування засобів унаочнення (моделей, плакатів, слайдів та ін.). Обидві ці групи демонструвань взаємно доповнюють одна одну, але основою для педагогічного процссу є перші з них, тобто демонстрування дослідів.
Демонстрування дослідів – активний цілеспрямований процес, у ході якого вчитель керує відчуттям та сприйманнями учнів і на їх основі формує певні поняття й переконання.
Метод і завдання демонструвань можуть бути різними. Здебільшого їх застосовують при розвязуванні таких дидактичних завдань:
а) створення початкових уявлень про фізичні явища (наприклад, демонстрування механічних рухів, теплової дії струму);
б) формування фізичних понять;
в) встановлення функціональних залежностей між величинами (демонстрування залежності опору провідників від температури, залежність прискорення тіла від його маси та ін.);
г) підведення учнів до розуміння сучасних фізичних методів дослідження (осцилографічного, стробоскопічного, спектрального та ін.);
д) показу практичного застосування фізичних законів в інших науках і техніці;
е) розкриття принципів, покладених в основу деяких технологічних процесів (електрофарбування, електроіскрова обробка матеріалів, міднення та ін.);
є) показу в мініатюрі природних явищ (грім, блискавка, північне сяйво, райдуга);
ж) формування практичних умінь і навичок у поводженні з фізичною апаратурою.
Демонстрування дослідів завжди повязане з відповідними поясненнями вчителя. У звязку з цим важливого значення набуває доцільне поєднання класного експерименту із словом учителя. Відомий педагог професор Л. В. Занков визначив чотири форми поєднання слова вчителя і демонстраційного експерименту.
І ф о р м а. Учні дістають навчальну інформацію, спостерігаючи дослід, у процесі проведення якого вчитель дає відповідні вказівки і пояснення, спрямовує в бажаному напрямі розумову діяльність учнів.
ІІ ф о р м а. Учитель, спираючись на спостереження учнями наочних обєктів і на наявні у них знання, веде їх до усвідомлення і формування таких звязків у явищах, яких учні самостійно не можуть побачити в процесі сприймання.
ІІІ форма. Відомості про об’єкт, що вивчається, учні дістають від вчителя, а засоби унаочнення і досліди є підтвердженням або конкретизацією словесних повідомлень.
ІV ф о р м а. Спираючись на відомості, одержувані учнями в процесі спостереження, учитель повідомляє про такі звязки між явищами, які безпосередньо учнями не спостерігаються, або робить висновок, об’єднуючи, узагальнюючи окремі результати спостережень.
Експериментально встановлено, що більш міцні й свідомі знання дають І і ІІ форми поєднання демонструвань і слова вчителя. Тому цим формам слід надавати перевагу над іншими при проведенні демонстраційного експерименту з фізики.
3. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ДЕМОНСТРАЦІЙНИХ ДОСЛІДІВ 3 ФІЗИКИ
Демонстраційний дослід передає інформацію в основному за допомогою зорових образів, тому забезпечення доброї видимості під час демонструвань – одна з найважливіших вимог до нього. Ігнорування цієї вимоги, як правило, приводить до порушення дисципліни і втрати учнями інтересу до питань, що розглядаються на уроці. Потрібна видимість забезпечується відповідним конструюванням приладів, розміщенням їх, а також застосуванням деяких спеціальних заходів і прийомів, вироблених практикою викладання.
Не менш важливою вимогою до демонстраційного експерименту є наочність його. Під „наочністю” розуміють чітку й зрозумілу постановку досліду. Для цього слід складати найбільш прості установки, використовувати уже знайомі учням прилади. Учитель завжди повинен намагатися досягти потрібного результату найпростішими засобами.
Кожне демонстрування має бути переконлнвим, не викликати сумнівів у достовірності здобутих результатів. Тому, проводячи демонстраційний дослід, треба повністю виключати або зводити до мінімуму різні побічні явища, які можуть відвертати увагу учнів від основного. Для цього інколи доводиться проводити додаткові досліди. Наприклад, проводячи досліди з тілами різних мас, треба насамперед переконати учнів у тому, що тіла справді мають різну масу.
Психологічні дослідження показують: чим сильнішою буде дія досліду на органи чуттів, тим міцніше він запамятовується. Тому демонстраційні досліди мають бути достатньо емоційними для збудження в учнів почуттів „здивованості”, „захоплення”, „незвичності”, тобто почуттів, необхідних для виникнення проблемної ситуації.
Одним з найважливіших факторів педагогічного процесу є раціональне використання часу. Вчителеві завжди потрібно стежити, щоб темп виконання досліду відповідав темпу сприймання учнями демонстраційного матеріалу. Значно зекономити час на уроці можна в процесі попередньої підготовки досліду вчителем. Наприклад, тривалість кипіння води при зниженому тиску можна значно скоротити, якщо воду брати не холодну, а заздалегідь підігріту.
Важливою методичною вимогою до демонстраційних дослідів є їх надійність. Невдале демонстрування завжди порушує нормальний хід уроку, підриває авторитет учителя і призводить до дезорганізації роботи в класі. Надійності дослідів добиваються ретельною підготовкою їх, багаторазовою перевіркою, вибором найбільш вдалих приладів і деталей.
Проведення дослідів має сприяти естетнчному вихованню учнів. Критерієм естетичності досліду є насамперед якість створення потрібних ефектів для правильного формування уявлень про виучуване явище.
Проведення будь-якого досліду повинне здійснюватись при суворому дотриманні правил техніки безпеки.
4. ФРОНТАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
І ФІЗИЧНІ ПРАКТИКУМИ
Програмами з фізики для середньої школи значна частина навчального часу відводиться на самостійне виконання учнями лабораторних робіт. При вивченні окремих питань програми учні під безпосереднім керівництвом учителя виконують фронтальні лабораторні роботи. Особливістю їх є те, що всі учні класу одночасно виконують ту саму роботу. Це полегшує працю вчителя на уроці, даючи йому можливість оперативно керувати діяльністю учнів, контролювати хід виконання роботи на кожному її етапі. Залежно від змісту і складності фронтальної лабораторної роботи на виконання її може бути відведено від 5 до 45 хв. Наприклад, при вивченні фізики в 7 класі лабораторна робота „Одержання зображень магнітних полів” може бути виконана всього за кілька хвилин, а на виконання роботи „Визначення ефективності установки з електричним нагрівником” потрібно відвести цілий урок.
Одним з видів навчального експерименту є фізичні практикуми, до яких включаються складніші лабораторні роботи, які можуть бути проведені в кінці великих розділів. Особливістю фізичних практикумів є те, що при проведенні їх учні одночасно виконують різні роботи. Фізичні практикуми, як і фронтальні лабораторні роботи, учні виконують індивідуально або групами (2-3 учні) залежно від конкретних умов школи, укомплектованості її фізичного кабінету.
Виконуючи фронтальні лабораторні работи, учні досліджують чи розглядають одне або невелику кількість споріднених питань. Якщо проводяться фізичні практикуми, то в них треба включати ширше коло питаиь, які стосуються всього розділу або навіть різних розділів.
Кількість вказаних у програмах лабораторних робіт, як і демонстраційних дослідів, є обовязковою. Але вчителеві дається право залежно від умов школи, рівня підготовки учнів певного класу, методики вивчення матеріалу, якої дотримується вчитель, замінювати лабораторні роботи рівноцінними їм або більш ефективними. Обов’язковими є також організаційні форми проведення лабораторних робіт: передбачені програмами фронтальні роботи повинні виконуватись фронтально. Бажано, звичайно, розширити кількість фронтальних лабораторних робіт, якщо для цього є відповідне обладнання і роботи органічно вплітаються в процес вивчення того чи іншого матеріалу. Особливо це слід робити при вивченні тих розділів, в яких кількість фронтальних робіт, передбачених програмами, незначна.
У більшості шкіл фізичні практикуми проводять наприкінці навчального року, але при відповідному обладнанні фізичних кабінетів такі практикуми логічно проводити після вивчення великих розділів програми. У 9 класі, наприклад, один практикум доцільно виконати наприкінці вивчення питань молекулярної фізики, а другий – наприкінці вивчення електродинаміки. У 10 класі один практикум можна провести після вивчення теорії коливань, а другий після вивчення оптики, атомної і ядерної фізики, Це дасть можливість тісніше повязати фізичні практикуми з вивченням певного кола питань, їх узагальненням і закріпленням.
|
Важливою вимогою програм є обовязкове використання часу, що відводиться на фізичні практикуми, за прямим призначенням. У програмах подано перелік робіт фізичного практикуму і вказується час, відведений на виконання їх. Наприклад, у 9-му класі на виконання робіт практикуму відведено 16 годин і є перелік 19 робіт. Учитель може вибрати для проведення 8 робіт, розрахованих на 2 години кожна, а може поставити 16 одногодинних робіт. Зрозуміло, що список таких робіт учитель може дещо розширити, якщо для цього є відповідне обладнання й оригінальні дидактичні ідеї. |
Основна мета лабораторних робіт: ознайомити учнів з експериментальним методом дослідження фізичних явищ; формувати розуміння принципів вимірювання фізичних величин, оволодіти способами і технікою внмірювань, а також методами аналізу похибок.
5. РОЛЬ ЕКСПЕРИМЕНТУ В ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ В ШКОЛІ
Навчальний фізичний експеримент – одна з найважливіших ділянок у системі оволодіння матеріалом фізики. Аналіз дидактичних можливостей навчального експерименту показує, що він може бути використаний на різних етапах вивчення матеріалу та з різною дидактичною метою.
Розглянемо основні етапи оволодіння учнями навчальним матеріалом і, виходячи з цього проаналізуємо можливості навчального фізичного експерименту. Найефективнішим є так званий евристичний метод вивчення матеріалу, коли значну частину необхідних висновків учні роблять самостійно, використовуючи дані навчального експерименту (демонстраційного, фронтального, експериментальних. задач тощо). Основні етапи діяльності вчителя і учнів на уроці-можна показати схематично.
На схемі ми показуємо не тільки послідовні етапи вивчення матеріалу, а й зазначаємо основних виконавців тієї або іншої навчальноі роботи. Це допомагає чіткіше уявити роль учителя в кожний момент уроку, відповідно готуватнсь до цього. Зрозуміло, що найбільших успіхів досягають ті вчителі, які вміють організувати процес навчання, ефективно керувати пізнавальною діяльністю учнів.
Схема організації навчальної діяльності при евристичному
методі вивчення матеріалу
|
№ з/п |
Вид діяльності |
Хто виконує основні функції |
|
1. |
Короткі висновки про раніше вивчений матеріал, який буде потрібний при вивченні нового матеріалу |
Учитель з використанням знань учнів |
|
2. |
Постановка навчальної проблеми |
Учитель |
|
3. |
Постановка навчального експерименту в комплексі з іншими дидактичними засобами |
Учитель; по можливості учні |
|
4. |
Обробка результатів експерименту. Висновки з експерименту |
Учні |
|
5. |
Узагальнення висновків; формулювання досліджуваної закономірності |
Учитель, учні під керівництвом учителя |
|
6. |
Історія відкриття закономірності; значення її для розвитку господарства, науки |
Учитель; по можливості учні |
|
7. |
Формування практичних умінь і навичок у застосуванні вивченої закономірності |
Учні під керівництвом учителя |
|
8. |
Підведення підсумків і накреслення перспективних проблем |
Учитель |
Під керівництвом учителя учні повинні самостійно відшукати максимально можливу кількість інформації, яку потрібно засвоїти. Ще К. Д. Ушинський вказував на необхідність саме такої організації навчального процесу: „Якщо навіть припустити, що учень зрозуміє думку, пояснену йому вчителем, то і в такому випадку думка ця ніколи не вляжеться в голові його так міцно і свідомо, ніколи не стане такою повною власністю учня, як тоді, коли він сам її виробить” (Ушинский К. Д. Собрание сочинений, т. 10. М.Л., Изд-во АПН, 1950, с. 422).
6. ЗМІСТ І ЗАВДАННЯ ПРАКТИКУМУ з методики і техніки шкільного ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
Практикум з методики і техніки шкільного фізичного експерименту має на меті ознайомити студентів з основним обладнанням фізичного кабінету середньої школи та методикою і технікою постановки різних видів навчального експерименту: демонстраційних дослідів, фронтальних лабораторних робіт, фізичних практикумів і експериментальних задач. Структура і зміст завдань практикуму підпорядковані педагогічній концепції, згідно з якою найбільший педагогічний ефект від практикуму можна дістати тоді, коли студенти оволодіватимуть необхідними вміннями і навичками застосовувати різні види навчального експерименту в їх єдності. У звязку з цим роботи практикуму (за винятком робіт з вивчення основного обладнання фізичного кабінету) включають у себе завдання з різних видів навчального експерименту під час вивчення того чи іншого питання шкільного курсу фізики.
Передбачений програмою час для практикуму з методики і техніки шкільного фізичного експерименту дає змогу включити до робіт практикуму тільки найбільш складні демонстраційні досліди, а також окремі лабораторні роботи, роботи фізичних практикумів і експериментальні задачі, які найбільшою мірою дають змогу зрозуміти студентам специфіку цих видів навчального експерименту.
У процесі виконання робіт практикуму кожен студент повинен оволодіти такими знаннями, уміннями і навичками:
1. Знати призначення і правила експлуатації основного обладнання з фізики для середньої школи.
2. Уміти складати установки за схемамн і описами, вміщеними в цьому посібнику та в інших виданнях, на які в описах робіт практикуму зроблено посилання.
3. Оволодіти методикою і технікою виконання різних видів шкільного фізичного експерименту з дотриманням основних дидактичних вимог до них.
4. Уміти супроводжувати досліди чіткими, вичерпними і короткими поясненнями на рівні, доступному для учнів відповідного класу.
5. Оволодіти навичками в дотриманні правил техніки безпеки під час проведення всіх видів навчального експернменту.
7. Засоби НІТ у навчальному фізичному експерименті
Стрімке збільшення потоку наукової інформації у період технічного прогресу людства потребує своєчасного адекватного відбиття в навчальному процесі. Використання засобів нових інформаційних технологій (НІТ) сприяє не лише покращенню емоційного сприйняття, а й підвищенню інформативності навчального матеріалу, його наочності та доступності. Фізика за своєю основою є експериментальною наукою. Шкільний фізичний експеримент тісно повязаний з теоретичним навчанням.
Навчальний експеримент передбачає: висунення теоретичної гіпотези, яка вимагає практичного підтвердження, розробку методу дослідження, постановку експерименту, спостереження за його ходом, зняття фізичних параметрів, їх систематизацію, аналіз та узагальнення і формулювання висновків щодо проведеної роботи. Зважаючи на універсальність, компютерну техніку можна використати на всіх етапах проведення експерименту. Це відкриває нові, перспективні підходи щодо отримання експериментальних даних.
Ефективність застосування ЕОМ в експериментально-дослідній роботі зумовлюється такими чинниками: висока точність результатів та їх достовірність, оскільки програмні засоби уможливлюють застосування методів, що знижують нагромадження похибок під час округлення та обчислення проміжних величин; скорочення кількості складних, дорогих і унікальних приладів; підвищення якості та інформативності дослідження за рахунок ретельнішої обробки даних; збільшення кількості обєктів, що контролюються; підвищення емоційного впливу; скорочення циклів дослідження на основі прискорення підготовки і проведення експерименту, оперативного використання результатів аналізу, зменшення часу обробки та систематизації даних.
Компютеризація експерименту розширює обізнаність учнів з досліджуваним фізичним явищем, формує навички і надає їм впевненості під час використання сучасних експериментальних методів, ознайомлює з передовими засобами пізнання, видами контролю за технологічними процесами на виробництві, дає змогу по-новому розглядати методику постановки шкільного експерименту.
Сучасні персональні компютери (ПК) уможливлюють використання ЕОМ у дослідній роботі з підключенням відповідних допоміжних пристроїв у ролі засобів контролю, реєструючих приладів, приладів візуального відбиття та ін. На екрані графічного дисплея можна формувати систему шкал вольт-, ампер- і ватметрів та багатьох інших вимірювальних приладів, що реєструють певні параметри досліджуваних обєктів. В експериментально-дослідній роботі проміжною ланкою між ЕОМ і обєктом дослідження є датчики та перетворюючі пристрої. Як правило, датчики сприймають інформацію в аналоговому вигляді (температура, тиск, освітленість, вологість, напруга та ін.), яку перш ніж „подати” до компютера, необхідно перетворити в цифрову форму. Під час роботи з групою датчиків програми забезпечують періодичне опитування стану кожного з них. Після обробки експериментальних даних ЕОМ направляє результати в необхідному для аналізу вигляді на пристрої виводу.
Для використання апаратних засобів ЕОМ, опрацювання сигналів, що надходять, і виведення результатів у зручній для сприйняття формі створюють відповідні програмні засоби обробки та дослідження сигналів. Такі програми можуть бути спеціалізовані призначені для дослідження конкретного фізичного обєкта, або універсальні для забезпечення певного виду експериментів. Програмні засоби, призначені для забезпечення сприйняття іиформації про зміну параметрів фізичних величин та їх характеристик від датчиків та перетворюючих пристроїв для її наступної обробки в цифровому вигляді, збереження та реєстрації на засобах виводу, відносять до експериментально-дослідних.
Питання комп’ютеризації експериментально-дослідної роботи неодноразово порушувалися в наукових та навчально-методичних виданнях, але специфіка підходу щодо застосування та їх інформативність недостатні для використання в шкільній практиці. Виконання таких робіт у навчальному процесі забезпечує розроблений пакет педагогічних програмних засобів (ППЗ) „F(t)”. Він призначений для демонстрації і дослідження зміни фізичних величин з часом та експлуатації ПК типу ІВМ РС як осцилограф. ППЗ „F(t)” забезпечує візуалізацію часових змін характеристик фізичних величин, що досліджуються за допомогою датчиків резистивного типу (фото-, термо-, магніто- і газорезистори та ін.) та перетворювачів, підключених до аналогово-цифрового порту вводу ЕОМ ІВМ РС і сумісних з ними. Інструментальна похибка у вимірюваннях та розрахунках на основі рекомендованого пакету програм не перевищує 5 %. Дослідження проводять у системі з реальним масштабом часу.
Наочність та інформативність споглядання ходу демонстраційного експерименту забезпечується безпосереднім спостереженням використаного обладнання і засобів, а також результатів обробки експериментальних даних у графічному та цифрознаковому вигляді на дисплеї ЕОМ і копії, отриманої на друкуючому пристрої. Передбачено збереження експериментальних результатів та функціональної залежності, добутих під час досліджень, у бібліотеці даних для наступного використания для актуплізації опорних знань, на уроках узагальнення набутих знань, умінь та навичок, а також під час повторения навчального матеріалу.
Такий комп’ютеризований підхід до проведення шкільного фізичного експерименту розширює обізнаність учнів з досліджуваними явищами, надає їм впевненості під час використання сучасних експериментальних засобів, ознайомлює з передовими способами пізнання, новими інформаційними, навчальними технологіями, сучасними методами контролю за технологічними процесами на виробництві, перспективними методами наукових досліджень, навчає розрізняти реальні та ідеальні обєкти фізики, створює умови оновлення методики та техніки постановки шкільиого демонстраційного експерименту з фізики.
8. Приклади навчального фізичного експерименту
Заключення
У даній роботі була розглянута методика та техніка проведення навчального експерименту у системі вивчення фізики в середній школі. На прикладі була продемонстрована схема проведення навчального експерименту з використанням сучасних методів учбового дослідження. Висвітлено, що навчальний експеримент у всіх його формах є важливою частиною учбового процесу.
Список використаної літератури
1. Є.В. Коршак, Б.Ю. Миргородський „Методика і техніка шкільного фізичного експерименту”. К. „Вища школа”, 1981. – 278 с
2. Н. М. Шахмаєв, Н.І. Павлов „Физический експеримент в средней школе”. М. «Просвещение», 1991. – 223 с.
3. Журнали „Фізика в школі”/1999.
4. Фізика. 7 клас: Підручник/ Ф. Я. Божинова, М. М. Кирюхін, О. О. Кирюхіна. ― Х.: Видавництво «Ранок», 2007. ― 192 с.
5. Електронні посібники „Віртуальна фізична лабораторія”, „Віртуальні методичні зернини”, „Фізика 7-11”, „Фізика та методика викладання” (М. В. Каленик, Сумський ОІППО).
НЕКРАСІВСЬКИЙ НВК
|
«Фізика є наукою експериментальною». А. Ейнштейн ДОСЛІДЖЕННЯ НА ТЕМУ: Проведене вчителем фізики/математики Некрасівського НВК Вязовиком Є. В. 2013 р. |