Физический эксперимент как способ

Конкурсное мероприятие » Методический семинар» Методическая проблема » Физический эксперимент как метод активации познавательной и мыслительной деятельности обучающихся».
статья на тему

Уроки без демонстраций и практических работ скучны, поэтому для вовлечения учащихся в активный познавательный процесс я использую наглядность, демонстрационный и фронтальный эксперимент.

Скачать:

Вложение	Размер
statya.docx	301.71 КБ
fizicheskiy_eksperiment_kak_metod_aktivizatsii_poznavatelnoy_i_myslitelnoy_deyatelnosti.ppt	2.85 МБ

Предварительный просмотр:

«Учитель года – 2015»

МБОУ «Хову-Аксынская средняя общеобразовательная школа»

Конкурсное мероприятие «Методический семинар»

«Физический эксперимент как метод

активизации познавательной и мыслительной

Автор: Л.М. Монгуш — учитель физики

ведущий к познанию — это деятельность».

Будущее потребует от сегодняшних учеников огромного запаса компетенций. В наше время образование – это не подготовка к жизни. Как говорил еще в 1923 году выдающийся русский педагог С.И. Гессен, «жизнь и есть образование, и теория образования есть, в сущности теория жизни». В школе осуществляется «процесс учения – это процесс деятельности ученика, направленный на становление его сознания и его личности в целом. Это есть «деятельностный подход» в образовании! Требования второго поколения образовательных стандартов:

• Самое главное на уроке – это деятельность учеников.
• Цель урока – не сам процесс, а результат деятельности на учебном занятии.

Знания (модели) выступают не как сведения об объектах, а как средства их отыскания, выведения или конструирования; Обучающийся научается определять возможности и ограничения своих действий и искать ресурсы их осуществления. Велика в этом плане роль знаний по физике. Эта наука даёт основополагающие знания о закономерностях и особенностях природы, двигает вперёд НТП (научно-технический прогресс). Разумеется, специалист должен быть грамотным, но помимо этого, современные организации предъявляют к своим сотрудникам такие личностные качества, как активность, инициативность, коммуникабельность. Как известно, искра жажды знаний зажигается учителем. Познание начинается с удивления, а продолжается через деятельность. Обучать – это значит постоянно использовать приемы и методы, стимулирующие самостоятельный поиск, с помощью которого обучающийся находит, открывает для себя новые знания. Классическая педагогика прошлого утверждала: ”Смертельный грех учителя – быть скучным”. Когда ребенок занимается из-под палки, он доставляет учителю массу хлопот и огорчений, когда же дети занимаются с охотой, то дело идет совсем по-другому. Активизация познавательной и мыслительной деятельности обучающегося без развития его познавательного интереса не только трудна, но практически и невозможна. Вот почему в процессе обучения необходимо систематически возбуждать, развивать и укреплять познавательный и мыслительный интерес обучающегося и как важный мотив учения и как мощное средство повышения его качества.

Я слышу, и я забываю.

Я вижу, и я помню.

Я делаю, и я понимаю.

я считаю, что физический эксперимент (демонстрационный, лабораторный, фронтальный) можно рассматривать как метод активизации познавательной и мыслительной деятельности обучающихся. До 2013 года я работала над методической темой «Активизация познавательной деятельности используя занимательный материал». Использование занимательного материала на уроках физики (кроссворды, ребусы, игры-упражнения, состязания, конкурсы, «сигнальные карточки», живое, образное описание событий, эпизода, рассказ-задача, игры-путешествия, шарады, загадки, курьёзы, шутки, конкурс на быстрое отыскание ошибок) формирует познавательный интерес учащихся. Особенно у учащихся 7-9 классов. Память учеников загружалась многочисленными фактами, именами, понятиями. Ребята хорошо выполняли задания репродуктивного характера, отражающие овладение предметными знаниями и умениями. Однако при выполнении заданий на применение знаний в практических, жизненных ситуациях, содержание которых представлено в необычной, нестандартной форме, в которых требуется провести анализ данных или их интерпретацию, сформулировать вывод или назвать последствия тех или иных изменений их результаты оставляли желать лучшего. В старшем звене работать было очень сложно, естественно, встал вопрос «Что делать?», как изменить процесс обучения? Многолетний опыт работы показал, что изменить ситуацию

поможет применение физического эксперимента во всех его видах.

1. Демонстрационный эксперимент

Демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. Демонстрационный эксперимент относится к наглядным методам обучения и занимает особое место: он никогда не используется как уединенный метод, а всегда в сочетании со словесным (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия). Большую роль демонстрационный эксперимент играет в развитии у

обучающихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов. Правильно поставленный, экономный по затратам учебного времени, впечатляющий, а потому легко запоминающийся, демонстрационный эксперимент активно формирует знания обучающихся.

Используя учебный эксперимент, я имею возможность:

А). Показать изучаемое явление в педагогически трансформированном виде и, тем самым, создать базу для его изучения.

Б). Проиллюстрировать проявление установленных в науке закономерностей в доступном для обучающихся виде.

В). Познакомить с экспериментальным методом изучения физических явлений.

Г). Показать применение изученных физических явлений в быту и технике.

Д). Повысить наглядность преподавания и, тем самым, сделать изучаемое явление более доступным для обучающихся.

В педагогической практике при изучении физики необходима постановка следующих групп опытов, имеющих большое значение для обучения:

1. Опыты, помогающие уяснить тему. (Например, «Свойства газов, жидкостей твёрдых тел», «Магнитное поле тока», « Свободное падение тел»).

2. Опыты, в ходе которых показывается применение изученных физических явлений в технике и изучается принцип работы технических установок. («Тепловые двигатели», «Электродвигатели» (8 класс), «Трансформатор» (11класс).

3. Эффектные опыты, предназначенные для возбуждения интереса обучающихся к миру физических явлений.(«Опыты по атмосферному давлению»)

4. Опыты, в ходе которых нужно поставить перед учениками проблему, над которой мы будем работать в течение урока.(«сложение сил, инерция»)

5. Опыты, подтверждающие качественные закономерности. (Например, закон Ома, закон Гука) К этой же группе относятся лабораторные работы, на которых обучающиеся проверяют тот или иной физический закон. К примеру, «Проверка условия равновесия рычага» (7 кл.), «Изучение условия плавания тел» (7 кл.). На уроке обучающиеся приходят к теоретическому выводу данного условия, а на лабораторной работе подтверждают его на основе своих расчётов. Демонстрационный и лабораторный эксперимент я рассматриваю как основные методы развития мыслительной деятельности.

2. Лабораторный эксперимент

Лабораторный эксперимент, призванный утвердить физику как науку экспериментальную, выполняет разнообразные учебные функции: первого знакомства с

новым явлением; иллюстрации изучаемого материала; измерения количественных характеристик явления; проверки сформулированного учителем закона; развития у учащихся экспериментальных навыков и т.д. Лабораторные работы формируют практические умения, позволяют ученикам овладеть навыком применения тех или иных физических закономерностей, понять тесную связь физики с окружающим миром и

Все лабораторные работы можно объединить в следующие группы:

— Наблюдение явлений и процессов (кипение, взаимодействие магнитов идр.).

— Градуировка приборов (динамометра).

— Измерение физических величин (плотности, силы, показателя преломления, удельного сопротивления и др.).

— Изучение физических законов (законов последовательного и параллельного соединения, газовых законов, закона сохранения механической энергии и др.).

— Определение физических констант (ускорения свободного падения, жёсткости пружины, коэффициента трения и др.).

— Сборка простейших электрических цепей, устройств и технических моделей (электродвигателя, электромагнита, трансформатора и др.).

В 2012 году я получила новое оборудование для лабораторных работ и теперь имею возможность выполнять с детьми почти все работы по программе.

3. Фронтальный эксперимент

Одним из видов самостоятельной деятельности обучающихся является фронтальный эксперимент, который может иметь различные функции:

Образовательная функция: способствует формированию у обучающихся теоретических знаний; интеллектуальных и практических умений и навыков, в том числе, умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами.

Развивающая функция: способствует развитию мышления обучающихся, т.к. побуждает их к выполнению умственных операций.

Воспитывающая функция: способствует развитию самостоятельности и инициативы.

Кратковременные наблюдения, измерения и опыты, тесно связанные с темой урока, позволяют вести изучение теоретических вопросов на экспериментальной основе.

Благодаря своей кратковременности выполнения, ученический эксперимент применим на любом этапе урока: при объяснении нового материала, отработке практических навыков, повторении и обобщении изученного на уроке. Приведу пример. В 8 классе при изучении темы «Отражение света. Закон отражения» дети выясняют соответствие между углом падения и отражения. В 8 классе при изучении темы «Испарение и конденсация» я провожу фронтальный эксперимент с целью выяснения причин, от которых зависит скорость испарения. Продолжительность эксперимента составляет всего 4-5 минут, но

этот эксперимент учит детей анализировать, делать вывод, работать в паре и представлять результаты своего эксперимента. При изучении темы «Тепловое действие тока» (8 кл.) провожу фронтальный эксперимент, с целью выяснения условий, от которых зависит

проявление теплового действия тока. При изучении темы «Механические колебания» (9 класс) фронтальный эксперимент позволяет более осознанно изучить свободные колебания физического маятника. Таким образом, использование фронтального эксперимента также ведет к повышению познавательной активности.

4. Экспериментальные задачи.

Самостоятельное решение обучающимися экспериментальных задач способствует активному приобретению умений и навыков исследовательского характера, развитию творческих способностей. Экспериментальные задачи обычно не имеют всех данных, необходимых для решения. Поэтому обучающемуся приходится сначала осмыслить

физическое явление или закономерность, о котором говорится в задаче, выявить, какие данные ему нужны, продумать способы и возможности их определения и только потом использовать формулу для решения. Например, в 7 классе при изучении темы «Давление твердых тел» мы решаем экспериментальную задачу: выяснение зависимости давления

бруска от площади опоры. В ходе эксперимента дети определяют силу тяжести бруска, она одинакова во всех трёх случаях, рассчитывают площадь грани, на которую опирается брусок (в каждом варианте она своя), используя знания из геометрии и только потом рассчитывают давление по формуле, сравнивают свой результат с результатом напарника и только потом делают вывод: давление обратно пропорционально площади опоры. Конечно, эксперимент можно и не проводить, просто сделать этот вывод, используя формулу P = F/S . Но я считаю, что при выполнении экспериментального задания дети лучше понимают физический смысл формул и закономерностей.

5. Домашние опыты.

Экспериментальные задачи включаю и в домашние задания. Задавая эксперимент на дом, мы обучаем школьников умению самостоятельно пополнять знания. Это один из самых педагогически эффективных и интересных для учащихся приемов самостоятельной работы. При организации и проведении домашних экспериментов важно иметь в виду следующее: такие работы должны стимулировать познавательную деятельность и развитие мышления; привлекать внимание к основному материалу курса, быть направленными на углубление и пополнение знаний; легко выполняться в домашних условиях и др. При выполнении опытов обучающиеся могут применять самодельные приборы, предметы и материалы домашнего обихода.

Я начала внедрять в уроки кроме демонстрационного и лабораторного эксперимента фронтальный эксперимент, который занимал минимальное время, но постепенно стал давать результаты, дети, работая в парах, выполняли дифференцированные задания, что исключало списывание и позволяло оценить работу каждого. Со временем стала использовать экспериментальные задачи и домашний эксперимент. Результаты, полученные за два года работы, показывают, что физический эксперимент можно рассматривать как метод активизации познавательной деятельности на уроках физики.

Источник

Физический эксперимент как метод научного познания

Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Октября 2012 в 23:42, курсовая работа

Описание работы

Цель курсовой работы: раскрыть сущность основных методических аспектов
формирования экспериментальных умений при изучении физики в средней
школе.
Основными задачами моей курсовой работы являются:
Изучить педагогическую и методическую литературу по проблеме формирования экспериментальных умений в процессе обучения физике.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1: Физический эксперимент как метод научного познания.
1.1: Учебный физический эксперимент как метод учебного познания.
1.2: Методика формирования экспериментальных умений. 1.3: Основные этапы формирования экспериментальных умений. ГЛАВА 2: Методические основы физического эксперимента.
2.1: Содержание основных понятий теории учебного эксперимента. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ЛИТЕРАТУРА. ПРИЛОЖЕНИЕ.

Работа содержит 1 файл

КУрсовая по теме Физический эксперимент.doc

ГЛАВА 1: Физический эксперимент как метод научного познания.

1.1: Учебный физический эксперимент как метод учебного познания.

1.2: Методика формирования экспериментальных умений. 1.3: Основные этапы формирования экспериментальных умений. ГЛАВА 2: Методические основы физического эксперимента.

2.1: Содержание основных понятий теории учебного эксперимента. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ЛИТЕРАТУРА. ПРИЛОЖЕНИЕ.

В науке понятие эксперимент является весьма широким по объему, охватывающим многие области человеческой деятельности. Эксперимент (от латинского — проба, опыт) — метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Эксперимент предполагает активное вмешательство экспериментатора в ход процессов и явлений действительности и их преобразование. Это является существенным отличием эксперимента от других методов эмпирического исследования, например, наблюдения.

Физический эксперимент является неотъемлемой частью курса физики. Ясное и глубокое усвоение основных законов физики и ее методов невозможно без работы в физической лаборатории, без самостоятельных практических занятий. В физической лаборатории учащиеся не только проверяют эксперименты известных законов физики, но и обучаются работе с физическими приборами, учатся грамотной обработке результатов измерений и критическому отношению к ним.

Цель курсовой работы: раскрыть сущность основных методических аспектов

формирования экспериментальных умений при изучении физики в средней

Основными задачами моей курсовой работы являются:

Изучить педагогическую и методическую литературу по проблеме формирования экспериментальных умений в процессе обучения физике.

Разработать проект урока по формирования экспериментальных умений.ГЛАВА 1: ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК МЕТОД НАУЧНОГО

В науке понятие эксперимент является весьма широким по объему, охватывающим многие области человеческой деятельности. Эксперимент (от латинского — проба, опыт) — метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Эксперимент предполагает активное вмешательство экспериментатора в ход процессов и явлений действительности и их преобразование. Это является существенным отличием эксперимента от других методов эмпирического исследования, например, наблюдения.

С помощью эксперимента наука в состоянии не только объяснить явления материального мира, но и непосредственно овладевать ими. Поэтому эксперимент является одним из главных средств связи науки с производством. Эксперимент является одним из источников развития теории и выступает с теорией в диалектическом единстве.

Характеризуя роль эксперимента, выдающийся физик Альберт Эйнштейн писал: «Все познание реального мира исходит из опыта и завершается им». В физике обычно выделяют два типа эксперимента: исследовательский и критериальный. Исследовательский эксперимент исходит от научной проблемы и определяются поставленной поисковой задачей. Он не предполагает получение определенного ожидаемого результата. Критериальный эксперимент предполагает обязательным наличие гипотезы (логическое основание эксперимента, предположение), которая нацеливает экспериментатора на ожидаемый результат.

К объектам физического исследования относятся, как правило, объекты неживой природы (предметы, процессы, явления). В этих объектах отсутствуют процессы обмена, свойственные живым организмам. Это позволяет в процессе эксперимента максимально изолировать объекты исследования от фактов, не имеющих экспериментального значения, и изучать их в относительно «чистом» виде.

Цель научного физического эксперимента как метода познания является одним из важнейших его элементов. Она относится к субъективной стороне эксперимента, то есть связана с познающим субъектом (экспериментатором). Цель выступает в качестве субъективного образа будущего результата эксперимента, то есть носит идеальный характер. Цель всякого эксперимента и её достижение и её достижение определяется состоянием науки в данной области. Научному физическому эксперименту присущи следующие наиболее характерные для него познавательные цели: установить наличие или отсутствие предполагаемого теорией явления, выявить количественную определенность

какого — либо свойства объекта, подтвердить принципы теории, воспроизвести черты исследуемой природной ситуации или технических устройств. Экспериментальные цели и их правильный выбор неотделимы от средств эксперимента. Экспериментальные средства относятся к объективной стороны эксперимента.

Способы деятельности экспериментатора (экспериментальная процедура) включают следующую систему операций:

В соответствии с гипотетической моделью познавательного изменения предмета познания ставится задача на конструирование эксперимента.

Гипотетические изменения предмета познания соотносятся с имеющимися знаниями о природных или других объектах и выбираются средства познания, способные вызвать планируемые познавательные измерения предмета познания.

Разрабатывается конструкция средства познания с таким расчетом, чтобы на долю ученого оставались лишь операции «пуск» и «остановка».

Производятся средства познания.

Формулируются гипотеза эксперимента. Гипотетическая модель изменения предмета познания соотносится с имеющимися знанием об объекте познания и выбирается тело или система тел, которые имеют в своем составе предмет познания.

В выбранном теле (системе тел, процессе) выбирается объект и предмет познания. Производится совокупность заданных изменений объекта познания.

С помощью преобразующих средств познания конструктивно выделяются познавательные изменения предмета познания.

Если осуществляются заданные изменения предмета познания и для этого необходимы специальные средства, то они конструируются.

Конструктивно обеспечивается связь между заданным функционированием средств познания и изменением предмета познания.

Конструктивно обеспечивается связь между заданными изменениями объекта познания и изменениями предмета познания.

В тех случаях, когда можно задать различные контролируемые последовательности строения системы (средства познания — предмет познания), разрабатывается оптимальные их вариант.

Разрабатывается подсистема фиксации результатов эксперимента.

Разрабатывается подсистема счета и измерения.

Устанавливается необходимая, конструктивно оформленная связь между взаимодействующими подсистемами(средства познания — предмет познания; фиксация результатов; счет и измерения).

Отлаживается взаимодействие средств познания и изменений предмета познания.

Осуществляются элементарный акт процесса познания, состоящий из следующих элементов: пуск, взаимодействие (средства познания — предмет познания), контроль взаимодействия и выключение.

Фиксируются и обрабатываются результаты эксперимента, формулироваться выводы. [3].

1.1: УЧЕБНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК МЕТОД

При выполнении лабораторных работ по физике и другим предметам широко используется эксперимент. Однако в данном случае он выполняется не как метод научного познания, а как метод учебного познания. Научное познание отличается от учебного познания. Первое отличие заключается в том, что учебное познание не предполагает самостоятельного выделения субъектом предмета познания из объекта. В научном познании выделение объекта и предмета исследования является необходимым условием и осуществляется ученым. При обучении объект и предмет познания задаются проектом обучения (программой, учебником). Второе отличие заключается в том, что при обучении для познания нового может быть использована только часть известного студенту, ученику, в научном познании — принципиально все известно в данной области. Это отличие основано на различном отношении процессов научного познания (как исследования) и учебного познания ко всему наличному знанию.

Объектом учебного физического эксперимента также, как и при проведении научного физического эксперимента, могут выступать тела, процессы, явления. В процессе проведения учебного физического эксперимента могут быть поставлены следующие познавательные экспериментальные цели:

Наблюдать за физическими явлениями и особенностями их протекания в определенных условиях

S Измерять физические величины

S Устанавливать количественные и функциональные зависимости между физическими величинами

S Изучать свойства вещества в различных состояниях

S Проверять теоретические предсказываемую зависимость.

К средствам учебного физического эксперимента также, как и научного физического эксперимента, относятся приспособления, механизмы, приборы.

Экспериментальные средства научного физического эксперимента являются основой и источником дальнейшего развития средств учебного эксперимента. Их ценность будет тем выше, чем больше выбранный метод изучения явления приближается к методам научного исследования, а учебная установка — к соответствующим научным установкам.

Средства учебного физического эксперимента значительно проще чем средства научного физического эксперимента. Они не всегда отвечают требованиям, предъявляемым к точности измерений. При конструировании этих средств учитываются педагогические и дидактические требования, специфика их применения. Особое внимание обращается на безопасность экспериментальных средств, так как с ними работают учащиеся.

В основе конструирования учебных приборов положены следующие пять принципов:

•S Соответствие программе и научная обоснованность

■S Видимость и наглядность

•S Удобство в управлении и обслуживании

■S Согласованность приборов

•S Экономическая целесообразность.

Способы деятельности учителя (ученика) при проведении физического эксперимента включая следующую систему операций:

Осознать (уяснить) объект эксперимента.

Осознать (уяснить) цель эксперимента.

Продумать, обосновать и сформулировать гипотезу, которая является логическим основанием эксперимента.

На основе анализа знаний о гипотетических изменениях предмета познания определить не обходимые средства познания, выделить объекты наблюдения, оценить ожидаемый результат измерений.

На основе оценочного расчета выбрать оптимальный вариант средств познания, отобрать приборы и материалы.

Если возникает необходимость, то создаются средства познания с учетом педагогических требований, предъявляемых к экспериментальным средствам, и конструируются специальные средства для подготовки объекта познания.

Собрать установку (схему), обеспечить взаимодействие и связь средств познания и предмета познания, отладить их взаимодействие.

Определить рациональную последовательность выполнения измерений.

Выбрать способ записи результатов измерений, начертить таблицу.

Осуществить пуск установки и контроль, за процессом эксперимента.

Произвести измерения и зафиксировать результаты наблюдений и измерений.

Обработать и проанализировать полученные данные. Сформулировать вывод. [3].

1.2: МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

Обучение методике эксперимента должно предшествовать раскрытие особенностей его содержания и структуры. Разумеется, полнота этого раскрытия на разных этапах обучения будет различной.

Формирование у учащихся обобщенного умения самостоятельно ставить опыты так же, как и умения наблюдать, может быть обеспечено при условия согласованной, целенаправленной деятельности учителей различных предметов. Необходимо формировать у учеников умения выполнять отдельные действия и операции, из которых слагается эксперимент, и раскрывать структуру эксперимента как метода научного познания, роль каждой операции в этой деятельности.

Исходя из анализа структуры научного эксперимента, учащимся может быть предложен план деятельности по выполнения учебного эксперимента в процессе обучения.

План деятельности по выполнению эксперимента

Уяснение цели эксперимента.

Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.

Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.

Планирование эксперимента, включающего ответ на вопросы:

а) какие наблюдения провести;

б) какие величины измерить;

в) приборы и материалы, необходимые для проведения опыта;

г) ход опытов и последовательность их выполнения;

д) выбор формы записи результатов эксперимента;

Отбор необходимых приборов и материалов.

Сбор установки, электрической цепи.

Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результатов.

Математическая обработка результатов измерений.

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

Чем подробнее анализируя эта структура деятельности отрабатывается каждая из операций на начальном этапе формирования обобщенных экспериментальных умений по выполнению опытов, тем быстрее умение становится обобщенным, многие операции выполняются в свернутом виде и учащиеся быстрее овладевают умением самостоятельно (без подробных инструкций учителя) выполнять опыты. При этом значительно повышается роль эксперимента в усвоении учащимися понятий и законов.

Знания структуры эксперимента и методики формирования обобщенных экспериментальных умений позволят учителям, преподающим естественнонаучные дисциплины, перейти от методики ознакомления учащихся со структурой отдельной лабораторной работы и составление плана для неё к методике, которая предусматривает раскрытие общности структуры всех экспериментальных работ.

Источник