Роль и значение натурного эксперимента в изучении физики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат по теме

Роль и значение натурного эксперимента в изучении физики

Студента 3-го курса

Института профессионального развития,

Направление подготовки:

педагогическое образование (с двумя профилями подготовки),

Профиль подготовки: физика и информатика

Щербака Николая Викторовича

Проверила:

Литовка В.В.

Луганск 2022

Содержание

• Введение
• Глава 1. Дидактические функции натурного эксперимента
• 1.1 Место натурного эксперимента в системе методов обучения физике
• 1.2 Роль натурного эксперимента в формировании у учащихся естественнонаучного мировоззрения
• Глава 2. Воспитательные и учебные задачи натурного эксперимента
• 2.1 Натурный эксперимент как источник знаний учащихся
• 2.2 Подготовка натурного эксперимента
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

натурный эксперимент обучение физике

Современный стандарт физического образования требует такого построения учебного процесса, при котором студенты усваивают не только знания, но и основы методов научного познания. Это означает, что сообщение только умозрительных рассуждений, теоретических выкладок и экспериментально обнаруженных фактов в процессе изложения лекционного материала недостаточно, поэтому необходимо сопровождать каждую лекцию демонстрационным экспериментом. Кроме того, наличие наглядного эксперимента облегчает восприятие и оживляет изложение нового материала.

Применение виртуального эксперимента целесообразно для представления физических явлений, трудно воспроизводимых в реальном эксперименте. Компьютерное моделирование эксперимента повышает у обучающихся мотивацию к обучению и созданию моделей, позволяющих рассматривать физические процессы «изнутри», используя красивую графику, новейшее программное обеспечение и даже современные гаджеты. Такой виртуальный эксперимент позволяет учащимся самостоятельно вносить изменения в протекание процесса и визуализацию принципиально ненаблюдаемых при эксперименте явлений. Все это делает целесообразным включение в натурный натурный эксперимент элементов компьютерного моделирования. Натурные эксперименты, в том числе и демонстрационные, при всех их безусловных достоинствах обладают одним существенным недостатком - параметры натурного эксперимента имеют весьма ограниченный диапазон изменения в силу технических возможностей конкретного прибора, условий демонстрации опыта и иных причин. А виртуальный эксперимент в качестве дополнения к натурным опытам сможет частично компенсировать недостатки и натурный износ имеющегося натурного оборудования.

Глава 1. Дидактические функции натурного эксперимента

1.1 Место натурного эксперимента в системе методов обучения физике

Натурный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. Объясняется это не только стремлением преподавателей подчеркнуть экспериментальный характер науки физики и не только желанием ознакомить учащихся с методами исследований, применяемых в познании физических явлений и закономерностей, но главным образом потому, что трудно объяснить многие явления природы, пользуясь лишь словесными описаниями. Вот почему уже первый учебник физики на русском языке знакомил учащихся с наукой о природе через систему физических опытов.

В предисловии к этому учебнику Ломоносов писал: «мысленные рассуждения произведены, бывают из надежных и много раз повторенных опытов. Для этого начинающим учиться физике наперед предлагаются ныне обыкновенно нужнейшие физические опыты, купно с рассуждениями, которые из оных непосредственно и почти очевидно следуют».

Естественно, что основное внимание при разработке натурных опытов на первом этапе становления натурного эксперимента было сосредоточено на поиске способов показа. В ход шли и приборы, применявшиеся для научных исследований, и любые доступные материалы. Вот как описывает м. В. Ломоносов один из опытов: «когда бараний моченый пузырь, оставив несколько в его морщинах воздуху, крепко завяжешь и под стеклянным колоколом. На крючке подвесив, около его находящийся воздух воздушным насосом вытянешь, тогда пузырь помалу надуется, так что ни одной морщины на нем не останется. Когда поршень вытянешь один раз, тогда много воздуха убудет; но потом следующими его движениями -- чем далее, тем меньше. А понеже явно есть, что пузырь растягивается воздухом, в нем оставленным, для того следует, что воздух имеет силу, чем он во все стороны раздается, которая упругостью называется». Этот опыт, разумеется, с объяснением на современном научном уровне, и сегодня ставится в школьном физическом кабинете под названием «раздувание резиновой камеры под колоколом воздушного насоса».

Изменилась материальная основа этого натурного опыта, изменилась глубина проникновения в сущность демонстрируемого явления, но неизменной осталась педагогическая значимость опыта, определяемая задачей формирования представлений о свойствах газов.

М. В. Ломоносову для преподавания курса физики приходилось брать приборы в научных лабораториях и заниматься изготовлением недостающих. И в последующие годы внимание учителей физики было сосредоточено на создании материальной базы преподавания этого предмета. Накапливающийся опыт обучения физике с применением натурного эксперимента все в большей мере убеждал в значимости этого метода преподавания.

Уже в конце 19 столетия преподавание без использования учебного эксперимента получило название «меловая физика».

В советский период развития методики преподавания физики в государственном масштабе велись работы по совершенствованию материальной базы школьных физических кабинетов, а это, в свою очередь, послужило стимулом к более широкому использованию натурного эксперимента в практике преподавания.

Преподавание физики в массовой школе дало новые данные о месте и значении натурного эксперимента, которые позволили известному советскому методисту п. А. Знаменскому сказать: «в настоящее время не может быть споров и сомнений о том, что при изучении физики в школе обязательно возможно более полное применение эксперимента. Ряд положений, воспринятых учеником, но не ставших для него даже фактами, вследствие отсутствия наблюдений и опыта, только обременяет память учащегося, но не дает понимания и не вырабатывает привычки самостоятельного и независимого суждения. Даже самый образный и красочный рассказ учителя об эксперименте не может заменить для учащегося непосредственного живого восприятия предметов и явлений» [4]. В системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, натурный эксперимент относится к наглядным методам обучения.

По отношению к двум другим ведущим методам этой группы - словесным и практическим, натурный эксперимент занимает особое место: он никогда не используется как уединенный метод, но всегда в сочетании со словесным (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия). Как вспомогательное средство натурный эксперимент применяется в практических методах обучения.

Необходимость сочетания слова учителя с показом физических явлений и закономерностей объясняется тем, что в демонстрационном эксперименте даже показ одного из явлений природы всегда сопровождается обилием чувственно воспринимаемых деталей. Главное и второстепенное, существенное и случайное, объект наблюдения и вспомогательные детали предстают перед учеником одновременно. Требуется направляющее слово учителя, которое концентрирует внимание на главном, существенном в объекте наблюдения. Слово учителя не только руководит зрительным восприятием, но и помогает учащимся делать выводы, формулировать заключения. Наконец, слово учителя кодирует зрительные образы в понятиях. Неразрывная связь словесных и наглядных методов в преподавании физики нередко порождает споры о месте натурного эксперимента в изложении изучаемого материала.

Одни считают, что демонстрацией опытов можно лишь «иллюстрировать» учебный материал, изложенный словесно, на теоретическом уровне, а потому исходным началом в обучении должны быть общие положения, аксиомы, системы понятий, и лишь после усвоения теоретического закона должна использоваться наглядность для иллюстрации его применения.

Другие полагают, что логическим стержнем формирования прочных знаний должно быть четкое усвоение учащимися цепочки связанных звеньев: факты -- модель -- следствие -- эксперимент [9]. Здесь демонстрация физических опытов начинает и завершает изложение учебного материала. Следует признать, что не всегда характер содержания программного материала и оборудование физического кабинета дают учителю возможность выбора: изложить ли изучаемый материал сначала словесно, а затем проиллюстрировать сказанное опытами или же, опираясь на данные, полученные в ходе эксперимента, прийти к теоретическим обобщениям, а затем экспериментом проверить истинность теоретических следствий.

Но если имеются равные возможности и для того и для другого пути сообщения знаний?

Отвечая на этот вопрос, следует помнить, что сообщение учащимся знаний является важной, но не единственной задачей школы. Выбор методов обучения, характер изложения учебного материала и само содержание этого материала направлены на обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения. Поэтому два возможных способа использования натурного эксперимента в процессе изучения физики -- эксперимент как иллюстрация к изложенным теоретическим положениям и эксперимент как источник фактов, основа для выводов и обобщений оказываются неравнозначными с точки зрения задачи формирования мировоззрения учащихся. В первом случае мы сообщаем ученикам о существовании «великой идеи», теоретического закона, которые можно применить для объяснения явлений природы. При этом у учеников складывания мнение, что законы природы выдумывают ученые, что, конечно, совершенно неверно. Второй путь от явления к сущности, от того, что можно наблюдать в окружающей природе и в демонстрационном эксперименте, к теоретическим обобщениям, а затем к практике, где, опять-таки, учебный эксперимент позволяет своими глазами убедиться в правомерности и теоретических обобщений, и всех следствий, которые из этой теории вытекают, -- этот путь характерен для материалистического понимания процесса познания и потому предпочтительнее для формирования естественнонаучного мировоззрения.

1.2 Роль натурного эксперимента в формировании у учащихся естественнонаучного мировоззрения

Итогом обучения учащихся физике является не только полученная сумма знаний, практических умений и навыков, но и общее научное представление о природе и процессе ее познания.

Характер мировоззрения ученика во многом зависит от содержания школьного курса физики и способа изложения учебного материала. «.. .не формулируя никаких философских выводов, не употребляя никаких философских терминов, можно создавать у учащихся по сути дела материалистические представления о природе и ее познании за счет характера, содержания, стиля трактовки основных вопросов курса физики», -- пишет в. Н. Мощанский в книге «формирование мировоззрения учащихся при изучении физики».

Такая возможность -- формировать естественнонаучное мировоззрение вне специального курса философии, а лишь с опорой на содержание школьного курса физики, объясняется самим предметом философии -- науки о наиболее общих законах развития природы, общества, мышления. Основные положения диалектического материализма сформулированы на основе изучения природы, и потому они с необходимостью обнаруживаются в явлениях природы.

Школьный курс физики дает ученикам знания, необходимые для формирования философских обобщений о материи и формах ее существования, о закономерном развитии явлений материального мира, о его познании как об отражении природы в мысли человека и о познаваемости как о бесконечном приближении мысли к объекту познания.

Но научное мировоззрение -- это не только система научных знаний. Важно, чтобы знание превратилось в личностное достояние, стало убеждением. Это возможно при максимальной убедительности изложения, при обращении не только к уму, но и к чувствам учащихся. Мировоззрение определяется содержанием учебного курса, а закрепляется в сознании систематическим применением натурного эксперимента в процессе преподавания физики.

Факт постановки физических опытов на глазах учащихся, повторяемость результатов опытов является свидетельством объективности законов природы.

Весь исследовательский натурный эксперимент на протяжении изучения всего курса физики убедительно показывает взаимную связь и взаимную обусловленность явлений природы.

Повседневно демонстрируемые опыты убеждают учащихся в материальности окружающего мира. Специально поставленные опыты показывают ученикам, почему не всегда вещество может восприниматься невооруженным глазом.

Например:

Опыт 1. Кусок мела, состоящий из частиц, мела, разламывают на две части. Каждую из частей делят пополам до тех пор, пока же останется маленький кусочек мела, который еще можно удержать в руке. Этим кусочком мела проводят черту на доске. Каждая часть следа мела на доске состоит из частиц мела. Меловую черту последовательно делят на равные части. Каждая из оставшихся частей меловой черты содержит частицы мела.

Тела состоят из очень маленьких частиц.

Использование приборов постепенно, от урока к уроку, формирует убежденность в том, что приборы -- помощники органов чувств человека. Например, движение молекул пахучего вещества можно обнаружить по распространению запаха этого вещества как в опыте 2 или с помощью прибора, как в опыте 3.

Опыт 2. На классную доску выплескивают немного одеколона. Через некоторое время следы одеколона с доски исчезают, а запах жидкости начинает ощущаться во всем помещении.

Молекулы вещества движутся

Опыт 3. Вдоль стенки внутри высокого цилиндрического сосуда опускают узкую полоску фильтровальной бумаги, пропитанную смесью крахмального клейстера с раствором фенолфталеина. На дно сосуда помещают кристаллы йода. Сосуд плотно закрывают крышкой, к которой подвешена вата, пропитанная нашатырным спиртом (рис. 1).

По распространению по полоске бумаги вверх синей окраски можно судить о движении молекул йода. Одновременно вниз распространяется малиновая окраска -- движение молекул аммиака. Через несколько минут границы окрашенных участков бумаги встретятся, и далее синий и малиновый цвета смешиваются.

Явление, при котором вещества сами собой смешиваются друг с другом, называют диффузией

Рис. 1.1

Здесь уже не с помощью обоняния, а зрением обнаруживаются признаки движения невидимых молекул.

Формированию у учащихся представлений о движении материи способствуют и такие опыты, как демонстрация простейшей формы движения -- механического перемещения тел (опыт 4-5) и демонстрации особенностей теплового движения (опыты 6--9).

Опыт 4. По столу перемещают тележку. Мы говорим, что тележка движется, потому что она изменяет свое положение относительно указателя и других предметов (рис. 2).

Изменение положения тела относительно других тел называют механическим движением.

Рис 1.2

Опыт 5. Тележка находится на платформе (рис. 3). Платформу перемещают по столу. Положение тележки относительно указателя на платформе не меняется. Поэтому можно сказать, что она покоится. Но одновременно и движется, и покоится.

Говоря о движении, надо указать, относительно каких тел происходит движение.

Рис. 1.3

Опыт 6. Демонстрируется механическая модель газа.

В плоском прозрачном сосуде в потоке воздуха движутся поролоновые шарики, имитирующие молекулы. Обращается внимание на беспорядочное движение «молекул», на их удары о стенки сосуда (рис. 4). Поршень прибора поднимается выше, увеличивая объем воздуха, опускается ниже. Увеличивается и уменьшается скорость потока воздуха, вызывая увеличение и уменьшение скорости движения «молекул». Обращается внимание на частоту ударов «молекул» о стенки сосуда в зависимости от объема воздуха и скорости их движения. Давление газа на стенки сосуда вызывается ударами молекул газа.

Рис 1.4

Опыт 7. Под колоколом воздушного насоса подвешен резиновый шарик, частично наполненный воздухом (рис. 5).

Воздух из-под колокола откачивают, и резиновая оболочка раздувается, принимая форму шара.

газ давит на стенки по всем направлениям одинаково

Рис. 1.5

Опыт 8. Стеклянная трубка с поршнем соединена с цилиндром, имеющим резиновое дно. Вдвигая поршень, замечаем, что резиновое дно раздувается (рис. 6).

При уменьшении объема давление газа увеличивается.

Выдвигая поршень, замечаем, что резиновое дно вдавливается в цилиндр.

При увеличении объема давление газа уменьшается.

Рис. 1.6

Опыт 9. Цилиндр с резиновым дном соединяют шлангом со стеклянным шаром. Шар с воздухом нагревают. Резиновое дно раздувается (рис. 7).

При увеличении температуры давление газа увеличивается.

Рис 1.7

С превращениями одного вида энергии в другой учащиеся знакомятся на примерах таких опытов, как 10 и др.

Опыт 10. Мяч падает с некоторой высоты, приобретая кинетическую энергию. В момент удара кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию упруго деформированного тела, которая, в свою очередь, превращается в кинетическую энергию, и мяч подпрыгивает почти до первоначальной высоты.

явления природы сопровождаются превращением одного вида энергии в другой.

С переходом количественных изменений в качественные учащиеся наглядно знакомятся на опытах, посвященных изменению агрегатных состояний вещества (например, опыт 11).

Опыт 11. Кусок льда помещают в химический стакан. Обращается внимание на то, что лед имеет определенную форму. Стакан со льдом нагревают до тех пор, пока весь лед не растает. Уровень получившейся воды отмечается указателем, и нагрев продолжается. После того как вода закипит, следят за уровнем воды в стакане. Он понижается, так как вода переходит в газообразное состояние.

Вещества в природе могут находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном.

Раскрытие единства и борьбы противоположностей осуществляется на протяжении всего изучения физики. В 7 классе натурный эксперимент позволяет показать существование и сил притяжения, и сил отталкивания между молекулами (опыты 15, 12--14).

Опыт 12. Разламывают кусок мела, переламывают лучину, разрывают нитку...

Для того чтобы разломить кусок мела, переломить лучину, разорвать нитку, требуется приложить усилие.

Опыт 13. Стеклянная пластина подвешена в горизонтальном положении на пружине. Снизу к пластине подносят широкую чашу с водой до соприкосновения пластины с поверхностью воды (рис. 8). Затем сосуд с водой медленно опускают. Стеклянная пластина опускается вместе с поверхностью воды вниз, растягивая пружину.

Рис. 1.8

Опыт 14. Два свинцовых цилиндра, плотно приложенные друг к другу свежими срезами, не разрываются даже при сравнительно большой нагрузке (рис. 9).

Между молекулами существует взаимное притяжение.

Рис. 1.9

Опыт 15. Металлический шарик свободно проходит через кольцо. После нагрева шарик застревает в кольце. Когда шарик охладится, он снова свободно проходит сквозь кольцо (рис.10).

Твердые тела изменяют свой объем при нагревании и охлаждении.

Рис 1.10

В 8 классе демонстрируются силы взаимодействия между электрическими зарядами (опыты 16--20) и одновременная электризация тел (опыты 21--22) равными и противоположными по знаку зарядами.

Опыт 16. Эбонитовую палочку, натертую о мех, подносят к металлической трубке, уравновешенной на острие (рис. 11). Трубка поворачивается, притягиваясь к палочке.

Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят, что оно наэлектризовано или что ему сообщен электрический заряд.

Рис.1.11

Опыт 17. Вместо эбонитовой палочки электризуют надутый резиновый шарик натиранием о пластину органического стекла. Трубка притягивается и к шарику, и к пластине органического стекла.

В электризации всегда участвуют два тела. При этом электризуются оба тела.

Опыт 18. Наэлектризованная эбонитовая палочка укреплена на подвесе. К ней приближают наэлектризованную стеклянную палочку (рис. 12). Эбонитовая палочка притягивается к стеклянной.

Рис.1.12

Опыт 19. К наэлектризованной эбонитовой палочке подносят такую же наэлектризованную эбонитовую палочку. Палочки отталкиваются друг от друга.

Опыт 20. Повторяется опыт 18, но теперь к наэлектризованной эбонитовой палочке подносят надутый резиновый шарик, наэлектризованный трением о пластину органического стекла. Эбонитовая палочка отталкивается от наэлектризованного резинового шарика. К эбонитовой палочке подносят пластину органического стекла. Эбонитовая палочка притягивается к пластине органического стекла.

Опыт 21. Два электроскопа с шарами. К одному из электроскопов подносят до соприкосновения ленту из синтетического материала. Стрелка электроскопа остается неподвижной. На ленте нет электрических зарядов. Затем лентой натирают стержень электроскопа (рис. 13).

Рис. 1.13

Электроскоп получает электрический заряд. Ленту вносят в шар второго электроскопа (рис. 14). Электроскоп отмечает появление электрического заряда

Рис 1.14

Опыт 22. Два электроскопа соединены проводником. К шару одного из проводников подносят наэлектризованную эбонитовую палочку. Оба электроскопа отмечают появление электрических зарядов. Когда заряженная палочка находится вблизи одного из электроскопов, соединительный проводник удаляется. Теперь заряды на электроскопах сохраняются и после удаления палочки. Исследуются знаки электрических зарядов на том и другом электроскопах заряды противоположны по знаку. Электроскопы соединяют проводником. Электрические заряды на обоих электроскопах исчезают.

При электризации тел заряды не создаются, а только разделяются. При соединении равных, но противоположных по знаку зарядов они взаимно нейтрализует друг друга.

В этом же классе простыми и убедительными опытами можно показать одновременное образование двух полюсов магнита и взаимодействие магнитных полюсов (опыты 23--25).

Опыт 23. Полоску из закаленной стали намагничивают в магнитном поле катушки с током. Намагниченную стальную полоску погружают в железные опилки (рис. 15).

Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита.

Рис. 1.15

Опыт 24. Полоску закаленной стали переламывают пополам. Каждая половина, опущенная в железные опилки, вновь обнаруживает наличие двух полюсов. Одну из образовавшихся половин стальной полоски еще раз переламывают пополам. Каждая часть с помощью железных опилок вновь обнаруживает наличие двух магнитных полюсов.

Путем деления постоянного магнита на части нельзя получить магнит с одним полюсом.

Опыт 25. Большая магнитная стрелка установлена на острие. К одному из полюсов магнитной стрелки приближают одноименный полюс постоянного магнита (рис.1.16). Стрелка разворачивается так, чтобы к постоянному магниту был обращен противоположный полюс магнитной стрелки.

Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются.

Рис 1.16

На этих немногих примерах показана лишь небольшая возможность использования натурного эксперимента для формирования у учащихся естественнонаучного мировоззрения.

Разумеется, кроме демонстрации опытов требуется еще и сознательное, планомерное, последовательное применение диалектико-материалистического метода в преподавании физики и в построении изложения учебного материала, и в ходе рассуждений учителя, а также рассуждений учеников совместно с учителем, прежде чем в результате такой длительной и кропотливой работы будет получен желаемый результат.

Глава 2. Воспитательные и учебные задачи натурного эксперимента

2.1 Натурный эксперимент как источник знаний учащихся

Все содержание школьного курса физики, образующего систему знаний основ этой науки, состоит из ознакомления учащихся с физическими явлениями; физическими понятиями, представляющими собой краткую форму выражения наиболее существенных признаков явлений или класса явлений; закономерностями связей между физическими явлениями природы (законами физики); физическими величинами, отображающими меру связей между физическими явлениями; физическими теориями, представляющими собой систему законов, относящихся к тому или иному разделу физики.

Задачи воспитания и развития подрастающего поколения и процессе обучения требуют включения в содержание школьного курса физики такого материала и такого способа его изложения, которые позволили бы осуществить формирование материалистического мировоззрения, эстетическое, политехническое и нравственное воспитание учащихся, развитие их интеллекта на уроках физики.

Задача политехнического образования требует ознакомления учащихся с практическими применениями изученных явлений и закономерностей в быту, технике и в производственных процессах. В решении этих многочисленных задач, стоящих перед школьным курсом физики, в значительной мере могут быть использованы возможности натурного эксперимента.

Натурный эксперимент в процессе сообщения новых знаний может быть использован для показа физических явлений, формирования физических понятий, показа связей между изученными явлениями и возможных путей использования явлений и закономерностей в современной технике.

Через содержание натурного эксперимента и методику демонстрирования могут решаться некоторые аспекты воспитания и развития учащихся.

Особенно существенна роль натурного эксперимента в развитии у учащихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов, предвидеть ход течения наблюдаемого процесса и т. Д.

Но сейчас мы остановимся лишь на использовании натурного эксперимента в формировании новых знаний.

Как бы ни был интересен натурный опыт с точки зрения яркости, выразительности демонстрируемого явления, как бы ни казался он важным для правильного понимания физики, каким бы ни был он значительным в построении современного здания науки физики, он будет не более чем забавным, развлекательным, если окажется вырванным или искусственно приложенным к контексту изложения учебного материала.

В тех случаях, когда содержание и последовательность демонстрируемых опытов определены содержанием и последовательностью изложения изучаемого материала, мы имеем не набор демонстрационных опытов, не пассивные иллюстрации, к слову, учителя, а систему обучающего натурного эксперимента.

Система обучающего натурного эксперимента может быть использована только в процессе изложения учебного материала по данному конкретному учебнику. Если же учебный материал излагается по другому учебнику, то система обучающего натурного эксперимента должна быть приведена в соответствие с характером, содержанием и последовательностью изложения учебного материала в этом другом учебнике.

Это положение в методике натурного эксперимента является настолько важным, что может быть определено как принцип соответствия содержания натурного эксперимента содержанию учебного материала.

Систему натурного эксперимента можно назвать идеализированной, желательной для целей преподавания курса физики.

Идеализированная система натурного эксперимента определяет, что надо показать ученикам.

Как показать, какие материальные средства для этого потребуются, каким образом преодолеть возникающие при этом затруднения -- все это сфера забот техники и технологии натурного эксперимента. Как свидетельствует практика развития школьного натурного эксперимента, четкое осознание целей всегда приводит к нахождению путей достижения этих целей

Поэтому первоочередной является задача разработки системы обучающего натурного эксперимента, максимально использующей возможности этого метода обучения для сообщения учащимся знаний по физике.

Разумеется, при разработке идеализированной системы натурного эксперимента все же следует учитывать возможности школьных физических кабинетов и хотя бы предполагать возможность решения возникающих проблем техники и технологии.

Поэтому вторым исходным положением натурного эксперимента следует назвать принцип возможности осуществления натурного опыта в школьных условиях.

Факторов, определяющих возможность осуществления натурного опыта, несколько.

1. Прежде всего, постановка натурного опыта должна быть обеспечена материальными и энергетическими ресурсами школы. А это означает, что необходимые приборы и устройства выпускаются промышленностью или, по крайней мере, недостающие приборы, детали, приспособления могут быть изготовлены на базе школьных учебных мастерских из недефицитных материалов.

2. Важным фактором осуществления натурного опыта является возможность обеспечения безопасного демонстрирования.

3. И, наконец, доступность восприятия изучаемого явления одновременно всеми учащимися класса определяет возможность постановки того или иного натурного опыта.

Если же на практике реальные трудности, обусловленные особенностями техники и технологии натурного эксперимента, окажутся непреодолимыми, то придется пересмотреть соответствующую часть идеализированной системы натурного эксперимента.

Являясь носителем учебной информации, убедительный своей объективностью, выразительный своей образностью, экономный по затратам учебного времени, впечатляющий, а потому легко запоминающийся, натурный эксперимент активно формирует знания учащихся.

Важно не только вооружить подрастающее поколение определенной суммой знаний, но и научить, активно использовать полученные знания для решения практических задач.

Задача политехнического обучения, поставленная перед школой, решается в процессе преподавания многих предметов школьного учебного плана. Но наиболее благоприятные условия для политехнического обучения дает преподавание физики, являющейся научной основой всей современной техники.

Но для ученика эта связь физики с техникой не является самоочевидной потому, что физика и техника описываются на разных языках: физика --языком понятий и знаков, фиксирующих абстракции, а техника -- языком пространственных структур, чувственно воспринимаемых образов.

В процессе познания физики сознание идет от конкретного, чувственно воспринимаемого к общему, к абстракциям понятий и законов, выраженных универсальным языком математических символов.

Обобщение и уплотнение информации, ее свертывание в компактную, легко обозримую форму сопровождается утратой значительной части информации, которая в данном случае представляется малозначимой, несущественной. Так, движение автомобиля может быть сведено к рассмотрению движения материальной точки. Но знание закономерностей движения материальной точки не может быть достаточным для объяснения особенностей движения автомобиля.

Практика проверяет экспериментом умозаключения и дает факты для нового цикла процесса познания природы. Сама наука физика не дает указаний на возможные применения ее законов в технике. Требуется целенаправленный поиск применения явлений и закономерностей физики в технике.

Таким образом, обучение физике является лишь фундаментом для решения задачи политехнического образования.

На уроках физики в процессе изучения физических явлений и закономерностей можно, не нарушая логики основного курса, показать ученикам принципы устройства многих технических устройств.

Если в качестве основного метода ознакомления учащихся с материалом политехнического содержания использовать натурный эксперимент, который обеспечит устойчивый интерес и хорошее усвоение этого материала, то затраты учебного времени на политехническое обучение в процессе преподавания курса физики могут быть минимальными.

2.2 Подготовка натурного эксперимента

Осознание важности демонстраций в преподавании физики, наличие продуманной системы обучающего натурного эксперимента еще не означают автоматическое включение этого метода обучения в практику работы учителя. Между теоретическими основами натурного эксперимента и его практическим применением стоит ряд барьеров, преодоление которых требует от учителя не только знаний, не только определенного объема практических умений и навыков, но и незаурядного творческого потенциала, трудолюбия и настойчивости в достижении поставленной цели.

В общем виде подготовка натурного эксперимента складывается из следующих этапов:

1. Изучение или разработка системы обучающего натурного эксперимента.

2. Выбор схемы демонстрации для каждого натурного опыта в имеющейся литературе или самостоятельное определение путей и способов показа.

3. Ориентировочная оценка требуемых технических параметров приборов. Определение, какие приборы школьного физического кабинета соответствуют этим параметрам.

4. Изготовление недостающих деталей или изготовление недостающих приборов.

5. Сборка практической схемы демонстрации. Проверка ее работоспособности.

6. Оценка методических качеств демонстрационной установки (видимость, выразительность, соответствие содержания демонстрации содержанию изучаемого материала).

7. Определение условий успешности демонстрации, ее надежности. Поиск путей повышения выразительности, эффектности демонстрации.

8. Запись практической схемы демонстрации и технологии ее

Выполнения

9. Тренировка, тренировка и еще раз тренировка в постановке натурного опыта! Многократное повторение демонстрации до урока внушает учителю уверенность в успехе на уроке, придает его рукам ту четкость действий, ту кажущуюся легкость, которые являются признаком любого мастерства, признаком высокого профессионализма.

подготовка демонстрационных опытов -- это исследовательская работа в подлинном значении этого понятия. Работа, нетерпящая шаблона, но требующая мобилизации творческой энергии, выдумки, находчивости, изобретательности, владения определенной суммой знаний, практических умений и навыков в конструировании демонстрационных установок и физических приборов.

Заключение

К сожалению, в большинстве школ из-за ряда объективных, а порой и субъективных причин почти перестали проводить демонстрационные эксперименты, лабораторные работы, физпрактикум и перешли к варианту «мелового» преподавания. Уроки без демонстраций и практических работ стали скучнее. Это уменьшает интерес к предмету и, как следствие, - снижает качество приобретаемых знаний. Не менее важный отрицательный факт: не используется связанная с экспериментом возможность вовлечения учащихся в активный познавательный процесс. Таким образом, подтверждаются слова л.н, толстого: «чем труднее учителю, тем легче ученику, и, чем легче учителю, тем труднее ученику».

Восприятие внешнего мира начинается от живого созерцания, связанного с чувственными воздействиями на человека. Эти воздействия могут проявляться при наблюдении явлений в окружающем нас мире. Явления можно наблюдать и в специально созданных условиях, например, в физическом кабинете. В этом случае имеют дело с физическим экспериментом. Окружающие нас физические объекты претерпевают различные изменения, т.е. Происходят физические процессы или явления.

Задача физики - объяснить происходящее явление, причину его возникновения, но для этого нужно обнаружить явление среди многообразных проявлений природы, установить научный факт. Поэтому первым этапом изучения явления в науке является наблюдение. Но и ограничиться простым наблюдением нельзя. Явление нужно изучать глубоко и обстоятельно. Необходимо создать определенные условия протекания явлений и менять их в соответствии с планом исследования, то есть проводить натурный эксперимент.

При проведении эксперимента воспроизводится не только физическое явление, но и выясняется взаимосвязь и зависимость протекания явления от изменения условий в данном эксперименте.

В новых условиях работы школы, в условиях возрастающего потока учебной информации и большой плотности учебного материала наряду со словесными и другими методами обучения соответствующее место должен занимать и натурный эксперимент. Это тем более важно, что при обучении в школе он еще недостаточно полно используется в настоящее время.

Натурный эксперимент, как метод обучения, обладает большими учебными возможностями в развитии естественнонаучного мировоззрения школьников.

Список использованной литературы

1. Гоциридзе г. Ш. Практические и лабораторные работы по физике. - Москва Классикс стиль, 2004.

2. Демонстрационные опыты по физике в 7 - 8 классах основной школы./ под ред. А. А. Покровского. - м.: просвещение, 1989.

3. Зверева н. М. Активизация мышления учащихся на уроках физики. - москва: просвещение, 1980.

4. Знаменский п. А. Методика преподавания физики в средней школе. - м.; л.: учпедгиз, 1967.

5. Иванова л. А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики. - Москва: просвещение, 1983.

6.ломоносов м. В. Полн. Собр. Соч. - Москва: изд. Апн ссср, 1950 - т. 1.

7. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы. // под ред. А. В. Усовой. - Москва: просвещение, 1990.

8. Хорошавин с. А. Натурный эксперимент в средней школе. Москва: просвещение, 1988.

9. Хорошавин с. А. Техника и технология натурного эксперимента. Москва: просвещение, 2007.

Размещено на Allbest.ru