Изготовление самодельных приборов на основе эксперимента как модель исследовательской деятельности учащихся по физике
Making homemade physical instruments on base of the experiment as model to research activity students’ on physics
Слепцов А. И.
Якутский колледж связи и энергетики имени , г. Якутск, Республика Саха (Якутия), Россия
Sleptsov A.
The Yakut Communication and Energy College after P. I. Dudkin, Yakutsk, Republic Sakha (Yakutya), Russia
В статье описывается содержание одной из семи индивидуальных моделей исследовательской деятельности учащихся по физике, составляющих процессуальный компонент разработанной автором технологии обучения учащихся исследовательской деятельности по физике.
In the article the content of one of seven students’ research activity individual models on physics, forming processing component to technologies of the education to research activity is described.
Задача обучения состоит в обеспечении индивидуальной зоны творческого развития каждого ученика. При этом принципиальным является следующее положение: любой ученик способен найти, создать или предложить свой вариант решения любой задачи, относящейся к собственному обучению.
Учитывая, что любой ученик способен найти, создать или предложить свой вариант решения любой задачи, относящейся к собственному обучению, нами выявлено, что при обучении исследовательской деятельности учащихся по физике возможна одновременная разработка и реализация индивидуальных моделей исследовательской деятельности учащихся по физике, каждая из которых по своему уникальна и отнесена к личностному потенциалу каждого отдельно взятого ученика. При этом процесс разработки и реализации отдельных моделей для конкретного ученика может выступать, во-первых, как обеспечение личностного содержания образования ученика, во-вторых, может являться и содержанием обучения исследовательской деятельности учащегося по физике. Это обусловлено тем, что обучение исследовательской деятельности нами рассматривается как совместный творческий процесс учащегося и учителя, что предполагает взаимообогащение, взаимодополнение, взаимоприращение содержания личностного образования ученика и процесса обучения учащегося исследовательской деятельности по физике.
Системообразующим фактором разработанных нами 7 индивидуальных моделей исследовательской деятельности учащихся («Проблема-модель (схема)-расчет», «Физика объекта (явления)», «Теория-задача-эксперимент», «Эксперимент-самодельный прибор», «Задача (проблема)-эксперимент», «Эксперимент-видеосъемка-анализ», «Компьютерная модель объекта (явления)») выступает структура исследовательской деятельности: исследовательская задача, исследовательские действия и операции, действия оценки и контроля.
Остановимся на раскрытии содержания одной модели исследовательской деятельности учащихся по физике «Эксперимент – самодельный прибор».
Как уже отмечалось выше, наиболее важные этапы творческой деятельности связаны с переходом от фактов к построению абстрактной модели явления, а также с переходом от теоретического предвидения определенных закономерностей явления к его экспериментальной проверке. В первом случае требуется объяснить явление – ответить на вопрос почему? Во втором – осуществить реальное явление, отвечающее заданным требованиям, т. е. ответить на вопрос как сделать? Таким образом, по способу задания творческие задачи (задания) делятся на исследовательские (почему?) и конструкторские (как сделать?). Правда, как отмечает , такое деление очень условно, поскольку исследования часто сопряжены с конструированием, а изобретения – с исследованиями [2].
Исследовательская деятельность учащихся невозможна без разнообразного физического эксперимента, что развивает у школьников прикладные умения. А для этого требуется, чтобы физические кабинеты школ были оснащены лабораторным и демонстрационным оборудованием. Следует отметить слабую оснащенность физических кабинетов лабораторным и демонстрационным оборудованием. Решение проблемы мы видим в широком использовании самодельных приборов.
Как отмечает , «проблема изготовления самодельного физического оборудования должна решаться не только в связи с дефицитом, недоступностью заводских приборов и приспособлений. В большей степени это важно (и так было и будет всегда!) для развития творчества и формирования практических умений у детей. Опыт показывает, что учащиеся охотно, с интересом занимаются деятельностью (очень часто с родителями), если она организована должным образом, если регулярно проводятся не только школьные, но и сетевые районные и т. п. выставки технического творчества. На физическом факультете Новосибирского педуниверситета и в институте повышения квалификации учителей изготовлению самодельного оборудования и опытам с этим оборудованием уделяется большое внимание. Современные подручные материалы позволяют создать ряд неплохих приборов и установок по физике (различные пластиковые емкости с герметично завинчивающейся пробкой, громадное разнообразие крепежных материалов, разнообразные упаковочные материалы и т. п.)» [3].
приводит свод правил выполнения конструкторских заданий, с которым следует знакомить учащихся с самого начала их выполнения [1]:
1. Прежде чем приступить к разработке конструкции, хорошо уясните себе, каково её назначение, в каких условиях данная конструкция будет использована и каким требованиям она должна отвечать.
2. Конструирование технических установок и приборов основывается на использовании различных физических явлений и законов. Подумайте, с какими из них придется иметь дело при выполнении данного задания. Если даже вам кажется, что вы помните эти законы достаточно хорошо, все равно повторите их по учебнику. Это поможет вам найти наиболее целесообразное решение, предотвратить ошибки.
3. Никогда не торопитесь разрабатывать первую пришедшую на ум идею конструкции. Постарайтесь найти у неё слабые места. Подумайте над тем, нет ли других, более интересных и удачных идей решения.
4. Помните, что одним из главных достоинств конструкции является её простота. Старайтесь найти наиболее простое конструкторское решение.
5. Обязательно делайте эскизы и рисунки конструкции (если нужно, то и отдельных её частей) и письменные пояснения к ним. Выполняйте эскизы от руки (для экономии времени), но обязательно аккуратно.
По , «изготавливая прибор, модель или какое-то устройство, учащиеся «вдруг видят» взаимосвязь явлений, видят, что иногда ожидаемый эффект «гасится» другим непредвиденным эффектом. Все это заставляет ученика переосмысливать явления, более глубоко продумывать изученное и более критически подходить к вновь изученному» [2, с. 41].
делит самодельное оборудование на оригинальное (т. е. аналоги которому в заводских условиях не выпускаются) и копирующее несложное заводское оборудование. Согласно этой классификации нами были сконструированы оригинальные самодельные приборы (прибор для демонстрации сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний, звуковой осциллограф, лазерный дальномер) и приборы, копирующие заводское оборудование (самодельный люксметр, самодельная дифракционная решетка) [3].
В данной модели структура исследовательской деятельности может быть такой:
Исследовательская задача: изготовить самодельные приборы для использования в лабораторных и демонстрационных опытах по физике, в быту и технике;
Исследовательские действия и операции:
− выясняется, на использовании каких физических явлений и законов основывается работа данного прибора, каковы его назначение, условия использования, требования к нему и т. д.;
− выявляется наиболее целесообразное (простое) конструктивное решение;
− готовится эскиз и рисунок прибора;
− изготавливается прибор;
− исследуется возможность использования прибора в опытах по физике, в быту и технике;
Действия оценки и контроля: проводится оценка характеристик самодельных приборов при постановке физических экспериментов и лабораторных опытов.
Итак, нами описано содержание одной индивидуальной модели исследовательской деятельности учащихся по физике. Предлагаемые нами индивидуальные модели исследовательской деятельности учащихся по физике являются ориентиром для конструирования учителями индивидуальных образовательных программ, поскольку дают структурные основания для формулирования личностно ориентированных образовательных целей, отбора форм и методов обучения, обеспечивающих творческую самореализацию учащихся. С результатами реализации индивидуальных моделей исследовательской деятельности учащихся по конкретным темам можно ознакомиться в работе автора статьи [4].
Литература
1. Малафеев, обучение физике в средней школе: Кн. для учителя [Текст]/ . – 2-е изд., дораб. – М.: Просвещение, 1993. – 192 с.
2. Разумовский, задачи по физике в средней школе [Текст] / . – М.: Просвещение. – 1966. – 154 с.
3. Синенко, В. Я. О некоторых путях решения проблем обучения физике в Новосибирском регионе [Текст] / // Физика в школе: науч.-метод. журн№ 5. - С.
4. Слепцов, учащихся исследовательской деятельности по физике (на примере сельских школ Республики Саха (Якутия)) [Текст]: дисс. … канд. пед. наук/ . – М., 2010. – 275 с.
