Решение экспериментальных задач как средство повышения мотивации изучения физики
Учитель физики МАОУ «СОШ №19 им. Л.А. Попугаевой» г.Удачного Мирнинского района Республики Саха (Якутия)
Криволапова Дарья Ивановна
Аннотация: в данной статье подчеркнута важность решения экспериментальных задач по физике в образовательном процессе. Это не только способствует развитию познавательного интереса учащихся к данному предмету, но и является ключевым фактором в формировании их функциональной грамотности. Приводится классификация экспериментальных задач. Предложены примеры таких задач для использования на уроках физики и дома.
Ключевые слова: экспериментальные задачи, физика, мотивация, функциональная грамотность, методика решения экспериментальных задач, Федеральный государственный образовательный стандарт.
Для того, чтобы «включить» ученика в учебно-познавательную работу, сделать его активным участником учебного процесса нужна мотивация. Это – первое из современных требований, в связи с этим формирование учебной мотивации является необходимым условием эффективности обучения в условиях ФГОС.
Физическое образование играет важную роль в развитии естественнонаучной грамотности учащихся. Оно помогает им научиться научно объяснять явления, оценивать особенности научных исследований и интерпретировать полученные данные. Эти навыки являются ключевыми для развития критического мышления и формирования интереса к науке.
Снижение учебной мотивации является актуальной проблемой современного образования. Многие учащиеся теряют интерес к учебе из-за отсутствия мотивации и познавательной активности, сложности учебного материала, недостатка практических занятий.
Чтобы решить эту проблему, необходимо использовать различные методы и приемы, которые помогут заинтересовать учащихся и повысить их мотивацию к учебе.
Экспериментальные задачи по физике – это эффективный способ повысить мотивацию учащихся к изучению физики. Решение таких задач помогает ученикам лучше понять и усвоить теоретический материал, а также применить его на практике.
Экспериментальные задачи по физике можно разделить на несколько категорий:
Задачи на измерение физических величин. В этих задачах требуется измерить какую-либо физическую величину, например, скорость звука, коэффициент трения или электрическое сопротивление.
Задачи на исследование зависимостей между физическими величинами. В этих задачах необходимо установить зависимость между различными физическими параметрами, например, между силой тока и напряжением на участке цепи или между температурой и давлением газа.
Задачи на изучение физических явлений. В таких задачах нужно исследовать какое-либо физическое явление, например, явление электромагнитной индукции или явление теплового расширения тел.
Задачи на конструирование и изготовление физических приборов. В этих задачах предлагается создать или усовершенствовать какой-либо физический прибор, например, амперметр или термометр.
Задачи на проведение экспериментов. В этих задачах нужно провести какой-либо эксперимент, например, опыт по наблюдению явления электромагнитной индукции.
Экспериментальные задачи могут быть качественными и расчетными. Качественные задачи не содержат числовых данных и математических расчетов, и ученик должен предсказать или воспроизвести физическое явление. Расчетные задачи требуют проведения измерений и последующего вычисления ответа с использованием математических формул.
Примером может служить экспериментальная задача для 9 класса. Условие одинаковое, но вопросы разные: для качественной задачи вопрос 1, а для количественной вопрос 2:
Имеются два маятника одинаковой массы, но разной длины. Запуск маятников осуществляется одновременно.
Вопрос 1. У первого или второго маятника, число колебаний будет больше, от чего это зависит?
Вопрос 2. Найти частоту и период колебаний у первого и второго маятника.
Выполнение физических экспериментов позволяет ученикам увидеть, как теория соотносится с практикой, что делает изучение физики более интересным и понятным.
Методика решения экспериментальных задач по физике включает в себя несколько этапов:
Определение цели эксперимента. Цель может быть сформулирована как проверка определенной гипотезы или закона, измерение определенной величины и т. д.
Разработка плана эксперимента. На этом этапе необходимо определить, какие приборы и оборудование потребуются для проведения эксперимента, как они будут располагаться, какие измерения будут проводиться и т. д.
Сборка экспериментальной установки. На этом этапе производится сборка всех необходимых приборов и оборудования, а также их подключение к источнику питания (если необходимо).
Проведение эксперимента. На данном этапе выполняются все необходимые измерения, записываются результаты и проводятся необходимые расчеты.
Обработка результатов эксперимента. После проведения эксперимента полученные данные обрабатываются и анализируются. На основе анализа делается вывод о том, подтвердилась ли гипотеза, поставленная в начале эксперимента.
Экспериментальные задачи можно использовать на любом типе урока и в любой части урока.
На уроке изучения нового материала экспериментальные задачи подходят для наглядной демонстрации описываемых процессов или явлений. Это поможет ученикам лучше понять и усвоить новый материал.
На уроке закрепления знаний экспериментальные задачи могут быть использованы для проверки понимания учениками изученного материала. Решение таких задач может также помочь ученикам лучше запомнить и усвоить полученные знания.
На уроках обобщения и систематизации знаний экспериментальные задачи помогут ученикам увидеть взаимосвязь между различными темами и понять, как полученные знания могут быть применены на практике.
Пример экспериментальной задачи:
«Электроприборы» - 8 класс
По техническим характеристикам определите, сопротивление каждого электрочайника, фена, пылесоса.
Каким общим сопротивлением будет обладать участок бытовой цепи, если включить все три прибора одновременно?
Рассчитайте, какую оплату за электроэнергию вы должны внести за 30 дней, если электрочайник использовали ежедневно в общей сложности 70 минут , пылесос – раз в неделю в течении 0,5 часа, а фен-расческу – в среднем 4 раза в неделю по 10 минут. Тариф 7,88 рубля за киловатт-час.
Решение таких задач помогает ученикам лучше понимать и оценивать достоверность данных.
Домашние экспериментальные задачи - это отличный способ для учеников закрепить полученные на уроке знания и навыки, а также развить интерес к науке. Однако, при использовании домашних экспериментальных задач необходимо учитывать ряд моментов:
Безопасность: эксперименты должны быть безопасными для выполнения дома, и ученики должны быть проинструктированы о мерах предосторожности.
Оборудование: некоторые эксперименты могут потребовать специального оборудования, которое может не быть доступно дома у всех учеников. В таких случаях можно предложить альтернативные эксперименты, которые можно провести с использованием доступных материалов.
Время: некоторые эксперименты могут занять много времени, поэтому необходимо планировать время на их выполнение.
Отчетность: ученики должны быть проинструктированы о том, как представить результаты эксперимента.
Оценка: результаты домашних экспериментальных задач должны быть оценены учителем, чтобы ученики могли видеть свой прогресс.
Примеры домашних экспериментальных задач:
Паспортизация домашних измерительных приборов: познакомиться с домашними измерительными приборами и вычислить цену делений их шкал, определить максимальную погрешность отсчёта по шкале прибора и пределы измерений по шкале.
Определение массы и промежутков времени падения капли воды.
Определение площади и объема жилого помещения.
Определение массы воздуха в жилой комнате по плотности и объему.
Определение средней скорости движения человека.
Определение давления, производимого человеком при ходьбе и стоя.
Определение скорости вытекания воды из крана.
Выращивание кристаллов.
Изучение плотности различных материалов: определите плотность различных предметов в вашем доме, таких как монеты, фрукты, овощи, игрушки и т.д.
Изготовление самодельной батарейки: создайте простую солевую батарейку, используя медные монеты, оцинкованные гвозди, соль, воду и бумажные полотенца. Измерьте напряжение и силу тока, создаваемые этой батарейкой.
Исследование поверхностного натяжения: измерьте поверхностное натяжение воды и различных жидкостей с помощью простых экспериментов, таких как “мыльные пузыри” или “плавающий металл”.
Проверка законов отражения и преломления света: проведите эксперименты с зеркалами, призмами и линзами для изучения законов отражения и преломления.
Определение показателя преломления материала: проверьте показатель преломления различных прозрачных объектов, таких как стаканы, пластиковые бутылки или кристаллы.
Измерение влажности воздуха: создайте свой собственный гигрометр из доступных материалов, таких как еловая шишка, вата и термометр.
Создание электромагнита: сконструируйте электромагнит, намотав провод на гвоздь или отвертку и подключив его к батарейке. Исследуйте, как сила магнита зависит от числа витков провода и напряжения источника питания.
Изучение диффузии: продемонстрируйте процесс диффузии, окрашивая воду в двух стаканах разным цветом и соединив их вместе. Наблюдайте, как цвета смешиваются со временем.
Расчёт механической работы, совершаемой человеком при подъёме по лестнице.
Расчёт мощности, совершаемой человеком при подъёме по лестнице.
Расчет выигрыша в силе, полученного с помощью различных бытовых приспособлений.
Определение скорости остывания воды.
Определение относительной влажности воздуха.
Расчёт электроэнергии, расходуемой в быту.
Определение КПД электрочайника.
В целом, использование экспериментальных задач в процессе обучения физике может значительно повысить мотивацию учеников к изучению данного предмета.
Задача учителя состоит в том, чтобы сделать учебный материал интересным и привлекательным для учеников, используя различные методы и подходы к подаче информации. Таким образом, формирование и развитие интересов учащихся способствует успешному обучению и личностному росту каждого ученика.
3 717
12 207 
