Сообщение на тему:
«Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности приобретения новых знаний при выполнении экспериментальных исследований»
При экспериментировании познание происходит в процессе самостоятельной творческой практической деятельности школьников, что повышает интеллектуальный уровень обучаемого.
Организация экспериментальной работы на уроках физики позволяет решить многие задачи обучения предмету: обеспечить прочные и осознанные знания изучаемого материала; подготовить учащихся к активному участию в производственной деятельности, умению самостоятельно пополнять знания; воплощать в жизнь научно-технические решения; осваивать новые специальности; дать высшим учебным заведениям страны хорошо подготовленных абитуриентов, способных творчески овладеть выбранной специальностью.
Учащиеся учатся наблюдать, пользоваться лабораторным оборудованием (приборами и материалами, штативами и принадлежностями к ним, источниками энергии, подставками, подъемными столиками, пробирками и т.д.), соблюдать правила техники безопасности.
Далее идет обучение выполнению измерений, включающих чтение шкал приборов, определение цены деления шкалы прибора, его нижнего и верхнего пределов измерения, отсчет и правильную запись показаний прибора, определение погрешности измерения.
Одновременно отрабатывается умение правильно фиксировать результаты наблюдений и измерений различными способами (рисунки, таблицы, графики).
При выполнении экспериментов учащиеся усваивают структуру деятельности по выполнению работы.
При проведении эксперимента воспроизводится не только физическое явление, но и выясняется взаимосвязь и зависимость протекания явления от изменения условий в данном эксперименте.
Структура деятельности учащихся по выполнению эксперимента:
1. Формулировка цели выполнения эксперимента.
2. Построение гипотезы, которую можно было бы положить в основу выполнения эксперимента.
3. Определение условий, которые необходимо создать для того, чтобы проверить правильность гипотезы.
4. Определение необходимых для проведения эксперимента приборов и материалов.
5. Моделирование хода эксперимента (определение последовательности операций, из которых слагается деятельность по его выполнению).
6. Выбор рациональных способов фиксирования информации, которую предполагается получить в ходе эксперимента.
7. Непосредственное выполнение эксперимента, включающего наблюдения, измерения и фиксирование получаемой при этом информации (зарисовка, запись результатов измерений и т.д.)
8. Математическая обработка результатов измерений.
9. Анализ полученных данных.
10. Формулировка выводов из проведённой экспериментальной работы.
Основные требования к организации экспериментальной работы.
Экспериментальная работа учащихся на уроке должны удовлетворять нескольким требованиям. Эксперимент должен быть:
1) связан с основным содержанием занятия;
2) интересным для школьников;
3) доступным для понимания в постановке проблемы и полученных результатов;
4) безопасным для жизни и здоровья детей.
До проведения эксперимента необходимо подвести учащихся к выводу о том, что существует проблема, которая может быть разрешена только опытным путем. Потом совместно спланировать и выполнить эксперимент, результаты которого могут дать решение этой проблемы. После выполнения эксперимента в форме самостоятельного опыта проводится коллективное обсуждение его результатов и формулируются выводы.
Рассмотрим конкретный пример эксперимента, который проводится на уроке, когда происходит ознакомление с понятиями «физическое явление», «наблюдение», «проблема», «гипотеза», «опыт».
Тема: «Падение тел на Землю».
Для обеспечения возможности самостоятельных опытов по наблюдению одновременного падения двух монет, маленькой и большой, заготавливается набор монет на класс. После выполнения самостоятельных опытов учащиеся делают вывод: заметить разницу во времени падения маленькой и большой монет не удается. Но учитель говорит, что нельзя быть уверенным и в том, что монеты падают совершенно одновременно, так как время их падения очень мало. После этого следует рассказ об опыте Галилея, который для увеличения времени падения тел наблюдал падение двух шаров с высокой наклонной «падающей» башни в г. Пизе. Один из шаров был в 200 раз тяжелее другого. Опыт показал, что тяжелый и легкий шары достигают поверхности Земли одновременно. Начиная с этих и других опытов Галилея основным методом проверки гипотез в физике стал экспериментальный метод.
Эксперимент по изучению явления падения тел на Землю с использованием трубки Ньютона. Показав стеклянную трубку с находящимися в ней кусочком свинца и птичьим пером, задаем вопрос: «Если быстро перевернуть эту трубку, одновременно ли достигнут дна трубки кусочек свинца и птичье перо?»!
Когда будут высказаны гипотезы о результатах опыта, выполняем опыт и предлагаем высказать предположения о причине более долгого падения пера. После высказывания гипотезы о влиянии сопротивления воздуха на движение тел задаем вопрос: «А если бы в трубке не было воздуха, кусочек свинца и птичье перо достигли бы дна трубки одновременно?» Затем откачиваем воздух из трубки и проверяем гипотезу о том, что в пустоте кусочек свинца и перо упадут одновременно.
При проведении эксперимента используются индивидуальная, групповая и коллективная формы работы.
Коллективный эксперимент.
При отсутствии достаточного количества комплектов лабораторного оборудования исследование может быть выполнено в форме коллективного эксперимента.
Рассмотрим особенности организации коллективного эксперимента на конкретном примере выполнения опыта по изучению закона сложения сил.
Тема: «Закон сложения сил».
Изучение закона должно происходить по тому пути, каким произошло его открытие.
Для того чтобы учащиеся смогли осознать, что на примере закона сложения сил они знакомятся с принципиально новым законом сложения величин, изучение этой темы можно начать с такой постановки проблемы: «Скажите, если к двум яблокам прибавить еще два яблока, сколько будет яблок?» Ответ: «Четыре яблока» — очевиден.
«А если на тело действует сила 2Н и еще одна сила 2Н, то чему равна суммарная сила их одновременного действия?»
После краткого обсуждения ответов учащиеся выполняют экспериментальную проверку предполагаемых результатов с использованием трех динамометров. Для опытов нужно использовать демонстрационные динамометры, показания которых видны всему классу.
Сначала два динамометра тянут вдоль одной прямой за нить, привязанную к третьему динамометру. Показание каждого из двух динамометров должно быть равно 2Н. В этом случае показание третьего динамометра, на который действуют одновременно две силы по 2Н, равно 4Н. Выполняется обычное правило сложения: 2 + 2 = 4.
Затем изменяют положения динамометров в пространстве так, чтобы между ними был угол примерно 120°. Показание третьего динамометра теперь становится равным 2Н. Изменяя угол между направлениями двух векторов сил по 2Н от 0 до 180°, можно получить значения модуля равнодействующей сил от 4 до 0Н.
Мы получили, что закон сложения векторных величин принципиально отличается от закона сложения скалярных величин. Направление результирующего вектора и его модуль зависят от направлений и модулей слагаемых векторов
Тема «Температура»
Эксперимент начинается после того, как его участники, опустив термометры каждый в свой сосуд, на вопросы: как изменяются со временем показания твоего термометра после его переноса в сосуд соседа? (Оба ученика переносят термометры одновременно). Температуру чего показывает твой термометр в первый момент после переноса его в сосуд соседа? Почему при измерении температуры человека медицинским термометром его надо держать 5-10 мин? Нельзя ли провести измерения быстрее? Одинаковы ли результаты измерения температуры воды в одном и том же сосуде, полученные разными участниками? Почему? Что изменилось бы в результатах, если бы сосуды были очень маленькими? В опыте органично сочетаются элементы теоретического обобщения и экспериментального исследования. Важно, чтобы в дальнейшем полученные при этом знания были логично развернуты и использованы в других формах работы.
Когда учащиеся освоят структуру выполнения экспериментальных работ, им предлагается выполнение домашнего эксперимента, цель которого – развивать самостоятельность в индивидуальной познавательной деятельности. Для организации самостоятельной домашней работы разработаны задания для домашнего экспериментирования в соответствии с тематикой изучаемых разделов.
Например:
Тема: «Механическое движение»
Экспериментальное задание:
Наблюдать движение стрелок настенных часов.
Требуется:
1. Нарисовать траекторию движения конца часовой стрелки.
2. Измерить длину пути, которую проходит конец часовой стрелки за 30 минут.
3. Определить вид движения: равномерное или неравномерное, прямолинейное или криволинейное.
Тема: «Инерция»
Экспериментальное задание:
Взять наклонную плоскость (дощечка, книга и т.д.) и скатывать по ней шарик (пластилиновый, стальной и т.д.) в песок или зерно, чтобы шарик застрял.
Выяснить:
1. Зависит ли путь, пройденный шариком по песку, от высоты наклонной плоскости и какова эта зависимость?
2. Объяснить этот опыт.
Тема: «Масса»
Экспериментальное задание:
Взять наклонную плоскость и скатывать по ней в песок два разных шарика разной массы.
Выяснить:
1. Зависит ли путь, пройденный шариком, от его массы?
2. Объяснить этот опыт.
Тема: «Измерение величин»
Экспериментальное задание:
Определите предел измерения и цену деления шкалы рулетки.
Выяснить:
Какие физические величины можно измерить, определить с помощью рулетки?
Вычислить:
Вычислите площадь поверхности обеденного стола и объем вашей комнаты. Выразите результаты вычислений в м2 и м3.
Тема: «Газы»
Экспериментальное задание:
Вставьте плотно воронку в бутылку и попробуйте быстро налить в нее воду. Что вы наблюдаете?
Выяснить:
Почему вода не вливается в "пустую" бутылку?:
Тема: «Взаимодействие молекул»
Экспериментальное задание:
Вырежьте из листа бумаги два одинаковых лепестка и приложите их друг к другу. Слипаются ли они? Повторите опыт, намочив соприкасающиеся стороны лепестков водой.
Выяснить: Почему лепестки прилипают друг к другу?
Тема: «Электроприборы»
Экспериментальное задание:
Возьмите электрическую лампу и новый подвесной патрон. Изучите их устройство. Разберите патрон и рассмотрите отдельные части и клеммы, к которым подается электрический ток.
Покажите и нарисуйте токопроводящую часть лампы. Покажите путь тока по патрону и лампе. Соберите патрон.
1 232
55 381 
