Особенности изучения темы «Электромагнитное поле» в курсе физики 9 класса

Особенности изучения темы «Электромагнитное поле» в курсе физики 9 класса

Паничкина Елена Олеговна,

Учитель физики МБОУ «СОШ № 3»

Раздел «Электродинамика»— один из наиболее сложных разделов школьного курса, где изучают электрические, магнитные явления, электромагнитные колебания и волны, вопросы волновой оптики.

Решение общеобразовательных задач в основном сводится к тому, что в данном разделе должно быть введено основное для современной физики понятие электромагнитного поля, а также физические понятия: электрический заряд, электромагнитные колебания, электромагнитная волна и ее скорость. Здесь же должны быть даны представления о свойствах электромагнитных волн, их распространении, о принципах радиосвязи, телевидения.

При изучении раздела «Электродинамика» происходит расширение и углубление в сознании школьников понятия материи. До этого они изучали лишь один вид материи — вещество. Теперь встречаются со вторым (особым) видом материи — электромагнитным полем, познают его отличие от вещества.

При изучении основ электродинамики применяют следующие модели: свободный электрон, модель проводника и диэлектрика (на основе представлений о свободных электронах), зонная модель проводника, диэлектрика, полупроводника. Наиболее простыми для восприятия для учащихся 9 класса являются материальные модели. Но при изучении электродинамики в основном применяют не материальные, а мысленные модели, для восприятия которых необходим определенный уровень развития абстрактного мышления. Это вызывает некоторые трудности для изучения данного раздела.

При изучении электромагнитных явлений широко применяют и аналогии: между гравитационным и электростатическим полями; между электрическим током и потоком жидкости; явлением самоиндукции и инерции; явлением термоэлектронной эмиссии и испарением жидкости и др. В ряде случаев для повышения наглядности обучения можно использовать материальные модели-аналогии. В электродинамике это, главным образом, функциональные модели-аналогии:

а) Механическая модель для разъяснения процессов, происходящих в электрической цепи. В этой модели скатывание шарика вниз под действием силы тяжести аналогично перемещению электрических зарядов во внешней цепи под действием сил электрического поля. Работа, совершаемая для подъема шарика по наклонной плоскости, аналогична работе сторонних сил в источнике тока.

б) Для объяснения опытов Стюарта и Толмена, Мандельштама и Папалекси, которыми было доказано, что электрический ток в металлах представляет собой движение электронов, применяют механическую модель инерциального движения электронов.

При изучении электромагнитных волн используют модели радиоприемника, линии радиотелеграфной и радиотелефонной связи, модель распространения электромагнитных волн и передачи информации на расстояние. Следует отметить, что аналогии лишь частично отражают сходство данного явления или понятия с изученным материалом, а модели вносят те или иные упрощения в поведение материальных объектов.

В тех случаях, когда реальный эксперимент провести невозможно, используют мысленный эксперимент.

Еще одна особенность раздела «Электродинамика»— насыщенность его мировоззренческим и политехническим материалом. Необходимо так организовать работу учащихся, чтобы они глубоко и прочно усвоили этот материал. Целесообразно осветить роль в развитии физики и техники таких ученых, как А. Ампер, М. Фарадей, Дж. К. Максвелл, Ш. Кулон, М. В. Ломоносов, Э. Ленц, А. Г. Столетов, Я. И. Френкель, Л. Д. Ландау, П. Н. Лебедев, А. С. Попов, Г. Герц, А. Эйнштейн, Т. Юнг, А. Ф, Иоффе, Н. Д. Папалекси, Л. И. Мандельштам и др.

Таким образом, выявлен ряд трудностей при изучении этого материала.

И хотя, результаты ГИА по физике на протяжении нескольких лет остаются стабильными. Низкий процент выполнения наблюдается в задачах на тему электромагнитного поля. Это может быть связано с недостаточным уровнем абстрактного мышления. Еще одним традиционно сложным элементом проверки знаний служит объяснение электродинамических явлений. Низкий балл выполнения наблюдается при интерпретации таблично-заданных величин и графического материала, описание результатов экспериментов. В группе участников ЕГЭ, не преодолевших минимальный балл, есть вопросы, на которые не было получено правильного ответа. Это ситуации на изменение (соответствие) величин, определение характера физического процесса по графику(таблице), а также расчетные задачи из электродинамики. Выход мне видится в новом, концептуальном подходе к обучению.

В соответствии с Концепцией преподавания учебного предмета «Физика» в образовательных организациях Российской Федерации учебный предмет «Физика» входит в предметную область «Естественнонаучные предметы». Школьный курс физики – системообразующий для естественнонаучных учебных предметов, поскольку физические законы лежат в основе процессов и явлений, которые изучаются в химии, биологии, географии и астрономии. В Концепции определены основные принципы и подходы к преподаванию учебного предмета «Физика»:

- основной целью изучения предмета на базовом уровне должно стать формирование естественнонаучной грамотности. (По данным исследования PISA наша страна на 33 месте в мире). На углубленном уровне физика изучается как научная дисциплина, имеющая непосредственное отношение к будущей научной или инженерной профессиональной сфере деятельности, выбранной обучающимся.

В целом «физика» как учебный предмет в основной школе, на мой взгляд, не претерпел значимых содержательных изменений, изменения произошли в отношении методики обучения предмету. Значимый акцент сделан на включение в образовательный процесс большего количества лабораторных работ. ФГОС предполагает проведение лабораторных и практических работ по всем темам рабочей программы. А также демонстрационный и фронтальный эксперимент, в том числе на основе виртуальных компьютерных моделей. Особое внимание обращено на методику обучения способам решения задач: процесс не должен сводиться к заучиванию алгоритмов решения типовых задач, он должен основываться на умении переводить описание реальной ситуации на язык физики. Ученик должен самостоятельно выбирать физическую модель при решении задач и обосновывать выбор законов и формул. Решение качественных задач, с полным теоретическим и практическим обоснованием. Основное изменение, которое произошло с введением ФГОС – это замена репродуктивных методик на системно-деятельностные. Мы считаем, что учителям физики нужно обратить внимание на такие деятельностные методики как: мозговой штурм; «научная» дискуссия, тематическая конференция, круглый стол; решение логических задач и т.п. Конечно, внедрение таких методик обучения в образовательный процесс требует больших энергетических и временных затрат со стороны учителя, но результат того стоит.

Для эффективного обучения будут полезны задания на описание учащимися наблюдаемых демонстраций, опытов (экспериментов); задания на доказательство происхождения и объяснение физических явлений. Формулировка вопросов учащимися – это также необходимый инструмент в процессе научного познания.

Одним из приоритетных подходов в обучении обучающихся физике, является учебно-исследовательская и проектная деятельность. Этой деятельности придается большое значение, поскольку она помогает подчеркнуть прикладной характер теоретических знаний и практических умений. В нашей школе на помощь учебному процессу, приходит внеурочная деятельность. У нас организованы объединения для учащихся 8 классов «Юный физик», для учеников 9 классов «Прикладная физика». Эти занятия помогают ребятам в полной мере освоить систему знаний по этой теме. Для формирования универсальных учебных действий школьника полезны задания, побуждающие к анализу таблиц, графиков, схем, видеоматериалов, противоречивой и разной по форме и виду информации. Изменилось представление об образовательных результатах: стандарт ориентируется не только на предметные, но и на метапредметные и личностные результаты, которые, несомненно, позволят учащимся освоить сложную тему «Электродинамика» и показать хорошие результаты на итоговой аттестации.