Експеримент у фізиці. Формування умінь школярів аналізувати результати експерименту і робити висновки

Житомирський державний університет  ім.І.Франка

Курсова робота

на тему:

“ Експеримент у фізиці. Формування умінь школярів аналізувати  результати експерименту і робити висновки”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Житомир-2006

 

ЗМІСТ

I.вступ. ............................................................................................................3

II.Основна частина

1.Теоретична частина

   1)СИСТЕМА ШКІЛЬНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ З ФІЗИКИ…………..........4

   2)ЗМІСТ І  ЗНАЧЕННЯ ДЕМОНСТРУВАНЬ 3 ФІЗИКИ……………......... 4

   3)ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ДЕМОНСТРАЦІЙНИХ ДОСЛІДІВ 3 ФІЗИКИ………………………………………………………………………...….6

   4)ФРОНТАЛЬНІ  ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ І ФІЗИЧНІ  ПРАКТИКУМИ……………………………………………………………...…....7

   5)РОЛЬ ЕКСПЕРИМЕНТУ  В ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ  В ШКОЛІ…………………………………………………………………....……..8

   6)ЗМІСТ І ЗАВДАННЯ ПРАКТИКУМУ З МЕТОДИКИ І ТЕХНІКИ ШКІЛЬНОГО ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ............................................8

2.практична частина.

   1)ЗАСОБИ НІТ У НАВЧАЛЬНОМУ  ФІЗИЧНОМУ ЕКСПЕРЕМЕНТІ......9

   2)ПРИКЛАД НАВЧАЛЬНОГО ФІЗИЧНОГО  ЕКСПЕРИМЕНТУ……...  12

   3)ФОРМУВАННЯ УМІНЬ ШКОЛЯРІВ  АНАЛІЗУВАТИ  РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТУ  І РОБИТИ ВИСНОВКИ…............................................15

   4)Узагальнена  модель фізичного експерименту ..................16

   5) Аналіз результатів експерименту. Формулювання висновку...........................................................................................................22

III.ВИСНОВОК………………………………………………………………...…..................26

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………..27

 

I.вступ

Навчальний фізичний експеримент у вигляді демонстраційних дослідів і лабораторних робіт являється невід’ємною органічною частиною курсу фізики середньої школи. Вдале поєднання теоретичного матеріалу і експерименту дає, як показує практика, найкращі педагогічні результати.

Демонстраційні досліди, як відомо, формують накопичені раніше попередні уявлення, які до початку  вивчення фізики далеко не у всіх учнів  бувають однаковими і бездоганними. На протязі всього курсу фізики ці досліди поповнюють і розширюють кругозір учнів. Вони зароджують правильні навчальні уявлення про нові фізичні явища і процеси, розкривають закономірності, знайомлять з методами дослідження, показують будову і дію деяких нових приладів і установок, ілюструють технічні застосування фізичних законів. Все це конкретизує, робить більш зрозумілими і переконливими роздуми вчителя при викладанні нового матеріалу, збуджує і підтримує інтерес до предмету.

Лабораторні роботи –  фронтальні і у вигляді практикумів  – дає можливість удосконалювати, розвивати і поглиблювати отримані раніше початкові уявлення, довести їх до понять і твердих знань. Крім того, лабораторні роботи розвивають уміння і навички користування апаратурою, виробляють елементи самостійності при рішенні питань, пов’язаних з експериментами.

Перебудова організаційної структури освітньої системи  спонукає переглянути підходи до викладання фізики, зокрема до основної частини уроку - експеримент, внести зміни в її змістове наповнення. Це пов’язано з переосмисленням дидактичної системи і структури навчальних програм, оскільки швидкий розвиток наукового пізнання, тенденція наук до інтеграції нагромадженої інформації, зведення її до узагальнених понять, суджень ї законів по-новому висвітлюють проблему суті суб’єкта ї об’єкта пізнання.

Зміст окремих розділів шкільного курсу фізики відзначається складністю навчальної інформації, яка містить різний за ступенем абстракції та формалізації теоретичний матеріал, що є важкодоступним для школярів. Відомо, що успіхи учнів у володінні знаннями з фізики значною мірою залежать від добре ілюстрованих експериментальних дослідів.

Кожний учитель фізики знає, як складний для учнів етап завершення лабораторної роботи через  необхідність самостійно сформулювати висновки на основі результатів виконаного експериментального дослідження. Лише далеко не всі інструкції до робіт містять вказівки, що допомагають школярам упоратися із цим непростим завданням, причому, як правило, вони повністю орієнтовані на поставлену в експерименті ціль і досить конкретні. Інформації ж про загальні підходи до аналізу результатів досліду як найважливішої складової методологічної підготовки учнів по фізиці звичайно немає й у методичних посібниках, призначених для організації лабораторних занять.

Таким чином, актуальність теми нашого дослідження зумовлена:

Ø Важливістю експерименту, як частини уроку, що формує, удосконалює накопичені раніше знання.

Ø Досить низьким рівнем умінь формулювання висновків і аналізу експерименту.

Актуальність проблеми та її недостатня розробленість зумовили вибір теми дослідження:“ Експеримент у фізиці. Формування умінь школярів аналізувати результати експерименту і робити висновки”

Об’єкт дослідження—навчальний процес, фізичний експеримент, вимоги до експерименту.

Предмет дослідження—фізичний експеримент в процесі навчання учнів.

Мета дослідження—доказати важливість експерименту, дослідити причини проблем учнів, пов’язаних з самим експериментом та з умінням аналізувати його і робити висновки

Гіпотеза дослідження—При якісному експерименті росте рівень засвоєння знань з фізики, а при умінні аналізувати експеримент росте його якість і важливість

 

II.Основна частина

1.Теоретична частина

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 взаємопов’язаних предметів навчального обладнання, методів і методичних прийомів, що відповідають домінуючій концепції навчання і виховання.

Пройшовши тривалий шлях розвитку, шкільний фізичний експеримент  перетворився з окремих дослідів у струнку систему навчального експерименту, яка охоплює такі його види:

1) демонстраційні 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.

ЗМІСТ І ЗНАЧЕННЯ ДЕМОНСТРУВАНЬ 3 ФІЗИКИ

Під демонструваннями з  фізики розуміють покази фізичних явищ і зв’язків 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 процесу є перші з них, тобто демонстрування дослідів.

Демонстрування дослідів — активний цілеспрямований процес, у ході якого вчитель керує відчуттями та сприйманнями учнів і на їх основі формує певні поняття й переконання.

Метод і завдання демонструвань  можуть бути різними. Здебільшого їх застосовують при розв’язуванні  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 пов’язане з відповідними поясненнями вчителя. У зв’язку  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 форма. Учні дістають навчальну інформацію, спостерігаючи дослід, у процесі проведення якого вчитель дає відповідні вказівки і пояснення, спрямовує в бажаному напрямі розумову діяльність учнів.

ІІ  форма. Учитель, спираючись на спостереження учнями наочних об’єктів і на наявні у них знання, веде їх до усвідомлення і формування таких зв’язків 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 форма. Спираючись на відомості, одержувані учнями в процесі спостереження, учитель повідомляє про такі зв’язки 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.

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 (про це мова йтиме далі).

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 переконливим, 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 запам’ятовується. 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 естетичному 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.

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.