Формирование экспериментальных умений учащихся при выполнении лабораторных работ в 7-9 класах
Физика — наука экспериментальная, большая часть открытий в ней, установление законов, изучение явлений сделано экспериментальным путем.
Роль активного участия учащегося в эксперименте была отмечена П.Л. Капицей: «Школьник понимает физический опыт только тогда хорошо, когда он его делает сам».( Слайд №1 )
Роль экпериментальных умений возрастает и в свете подготовки учащихся к итоговой аттестации в форме ОГЭ и ЕГЭ. И именно сложными для выпускников основной школы оказываются экспериментальные задания.
В настоящее время от учащихся требуется не владение частными практическими умениями ( например, пользоваться рычажными весами или динамометром), а освоение обобщенных представлений о проведении целостного наблюдения, опыта или измерения ( от постановки цели до формулировки вывода).
Основными элементами, включаемые в понятие «экспериментальные умения» учащихся являются : (Слайды №2,3.4)
1. Знание необходимого теоретического материала и умение применять его к решению экпериментальных задач по данной теме.
2.Умение анализировать возможные варианты экспериментального решения задачи и выбирать оптимальный вариант.
3. умение планировать эксперимент
4. Умение осуществлять рациональный отбор приборов и материалов.
5. Умение оценивать погрешности результата эксперимента
6. Умение делать выводы.
Кроме того, учащиеся должны овладеть знаниями и умениями обращаться с измерительными приборами. Они должны знать название, назначение и условное обозначение приборов, их устройство и принцип действия, правила обращения, уметь читать шкалу приборов, определять цену деления шкалы. Лабораторные работы – почти единственный вид учебной деятельности учащихся, в ходе которой систематически и целенаправленно отрабатываются и совершенствуются не только умения, но и экспериментальные навыки учащихся. Кроме того, это единственный вид деятельности, где не отдельные ученики, а все учащиеся класса самостоятельно выполняют физический эксперимент по строго определённой программе и в течение всего урока. Поэтому в формировании экспериментальных умений и навыков учащихся лабораторные работы играют особую, первостепенную роль.
Лабораторные работы должны сопровождаться и решением задач-задач вопросов (качественного характера ) и вычислительных.
Выполняя экспериментальное задание, я предлагаю учащимся придерживаться следующих правил (Слайд №5)
Хорошо уяснить задачу и подумать над тем, какие возможны пути – общие идеи её решения и выбрать лучший.
Составить план выполнения работы и, если нужно, сделать рисунок установки.
Подумать, какие обстоятельства могут повлиять на точность результатов эксперимента и постараться устранить их или хотя бы уменьшить их влияние.
Определить необходимые для работы приборы и материалы.
Собрать установку, провести эксперимент.
Оценить полученные результаты.
Сделать вывод.
Например ,перед выполнением лабораторной работы в 7 классе
« Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины» ( Слайд №6 ) проводится актуализация знаний, мотивация и целеполагание учебной деятельности.
Демонстрирую действие силы упругости одинаковых пружин, к которым подвешен 1 груз и 2 груза.
1. Как изменились пружины? (растянулись)
2.Чем отличаются их изменения? (величиной удлинения)
3.Что заставило растянуться пружины? (грузы)
4.Какой силой они подействовали на пружины? Как она называется? (вес тела, сила тяжести)
5.Куда направлены вес груза и сила упругости пружины? (в разные стороны)
6.Что можно сказать о численных значениях силы упругости и силы тяжести (веса), когда пружина перестала колебаться? ( Fтяж. = Fупр., записать на доске)
7.Что можно сказать о пружине, на которую действует больший вес? (растянута больше)
8.А какой вывод можно сделать о её силе упругости? Какова она по сравнению с силой упругости другой пружины? (больше) И растянута она … (больше)
9.Значит, чем больше удлинение пружины, тем сила упругости, возникающая в пружине, будет...(больше)
10. Или, чем больше растяжение/сжатие пружины, тем больше сила упругости
11.То есть, зависимость силы упругости от удлинения прямая или обратная? (прямая)
Предлагаю подтвердить этот вывод экспериментально (любое открытие должно быть проверено и подтверждено на опыте) и более того, мы сможем с вами определить жёсткость исследуемой пружины.
Определяю вместе с ними цель, обсуждаем вместе ход выполнения работы, правила работы с приборами, правила выполнения ТБ . В 7 классе только начинаем формирование экспериментальных умений и поэтому предлагаю пользоваться готовой инструкцией ( на карточках)(Слайды №7,8)
2.Успех формирования умений зависит в значительной степени от предварительной подготовки учащихся к выполнению лабораторных работ. В процессе такой подготовки рекомендуется выполнять кратковременные лабораторные работы или проведение демонстрационного эксперимента, решать экспериментальные задачи, в которых учащиеся выполняют такие действия, которые будут в предстоящей работе. Лабораторная работа в 8 классе «Определение удельной теплоемкости твердого тела» вызывает много трудностей у учащихся. Математическая обработка результатов опыта занимает много времени и заслоняет основную цель работы - научить учащихся пользоваться экспериментальным методом. В этом случае формирование экспериментальных умений провожу в 2 этапа. (Слайд №9) Первый урок , подготовительный - тренировка, отработка алгоритма и отдельных практических действий. Второй урок - само проведение работы. (Слайд №10) Для привлечения внимания к новой величине « удельная теплоемкость» предлагаю учащимся провести эксперимент. На демонстрационном столе три стакана с одинаковым количеством воды, при комнатной температуре. В сосуде с горячей водой находятся три тела одинаковой массы ( цинк, железо,латунь). Предлагаю переложить тела в стаканы с холодной водой и определить в них температуру. Тогда, не глядя, ученик определяет , в какой стакан положено какое тело. Затем на уроке идет работа с таблицей удельной теплоемкости. После этого предлагаю решить задачи на уравнение теплового баланса. Так учащиеся подготовились к выполнению практической работы. В этом случае лабораторную работу, которая проводится как контрольная, можно рассматривать как результат деятельности: мы изучили удельную теплоемкость, научились рассчитывать количество теплоты, а сможем ли мы в реальной практической задаче определить удельную теплоемкость. Основным мотивом учебной деятельности учащихся найти ответ. Порядок выполнения работы предлагается .( (Слайды №11,12,13))
3. При выполнении лабораторной работы «Измерение мощности и работы тока в электрической цепи» в 8 классе вырабатываем план выполнения работы совместно с учащимися. Выполнению экспериментальной части предшествуют несколько этапов.
( Слайд №14)
Повторение, подготовка к выполнению лабораторной работы (актуализация знаний).
Что такое работа электрического тока?
Как ее можно рассчитать?
В каких единицах она измеряется?
Что такое электрическая мощность?
Как ее можно рассчитать?
В каких единицах она измеряется?
Какие вам известны способы измерения физических величин?
Как бы вы предложили измерить силу тока и напряжение?
Как включают в цепь амперметр и вольтметр?
Итак, давайте наметим план выполнения работы. (Слайды №15,16)
Предполагаемый ответ ученика:
– Начертить схему электрической цепи.
– Собрать электрическую цепь по схеме.
– Измерить силу тока и напряжение.
– Вычислить по формулам работу и мощность тока.
– Вычислить мощность по показаниям на цоколе электрической лампочки.
– Сравнить вычисления в двух случаях.
II. Повторяем правила поведения на лабораторном уроке . (Слайды №17,18,19,20)
III. На экране – возможный вариант оформления работы, которым ученики могут воспользоваться.
IV. Решение задач (для тех, кто справится раньше):
1. В результате протягивания проволоки через волочильный станок ее длина увеличилась в 3 раза (при неизменном объеме). Во сколько раз изменились при этом площадь поперечного сечения и сопротивление проволоки?
Ответ: В 3 раза площадь уменьшилась, а сопротивление увеличилось в 9 раз.
2. Имеется два медных провода одинаковой длины. Площадь поперечного сечения первого провода в 1,5 раза больше, чем второго. В каком проводе сила тока будет больше и во сколько раз при одинаковом напряжении на них?
Ответ: В 1 проводе сила тока будет больше в 1,5 раза, т.к. сопротивление этого провода меньше.
3. Два провода – алюминиевый и медный – имеют одинаковую площадь поперечного сечения и сопротивление. Какой провод длиннее и во сколько раз? (удельное сопротивление меди - 0,017 Ом мм2/м, а алюминия - 0,028 Ом мм2/м)
Ответ: Медный провод длиннее в 1,6 раза, т. к.удельное сопротивление меди меньше, чем алюминия в 1,6 раза.
4. (Слайды №21,22,23) В 9 классе при изучении темы « Механические колебания» проводим с учащимися исследовательскую работу по определению зависимости периода колебаний от массы тела. При этом организую деятельность учащихся таким образом, чтобы они проходили все этапы процесса исследования: постановка задачи - выдвижение гипотезы-выбор экспериментальных средств ( приборов) - планирование эксперимента- анализ результатов- выводы.
В формировании у учащихся экспериментальных умений играют большую роль домашние экспериментальные задания (исследовательского и конструкторского задания), которые организованы с ориентацией на тематику экспериментальных заданий ОГЭ. (Слайды24,25,26,27) Если задание исследовательского характера, то ученики должны описать ход его выполнения, полученные результаты, если изготовление прибора, то ученик приносит его в класс и демонстрирует.
7 класс. Работа устройства, состоящего из подвижного и неподвижного блоков.
8 класс. Изготовление электроскопа.
8 класс. Изготовление гальванического элемента .
9 класс. Изготовление электромагнита.
Формирование экспериментальных умений базируется на систематическом выполнении экспериментов на уроках физики. Систематическое планирование эксперимента, четко поставленная цель, наличие необходимых приборов, соблюдение техники безопасности, умение работать в коллективе, знание теоретического материала – всё это главный залог систематического развития экспериментальных умений учащихся при изучении физики. Опыт же не только учит, он увлекает ученика, заставляет лучше понимать то явление, которое он демонстрирует. Ведь известно, что человек заинтересованный в конечном результате добивается успеха. Так и в данном случае заинтересовав ученика, пробудем тягу к знаниям.
2 152
29 190 
