,
учитель физики ГБОУ лицей № 000
Фрунзенского района Санкт-Петербурга
Использование экспериментальных задач в школьном курсе физики
В статье описан опыт использования экспериментальных задач в учебном процессе. Этот метод имеет широкие возможности для развития важнейших способностей и качеств личности школьника, определяемых современным образовательным стандартом и запросами общества. В работе приведены понятие и примеры экспериментальных задач, описаны их достоинства, а также отражены результаты применения данного метода при изучении физики.
"Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию направлять наблюдения – есть лучший способ к отысканию Истины"
Физика - наука экспериментальная, поэтому изучение физики невозможно без практической деятельности учащегося. Этим в первую очередь определяется широкое использование лабораторных, фронтальных работ, демонстрационного эксперимента в учебном процессе. Мое педагогическое кредо - «Физика - на кончиках пальцев», вот почему, в своей работе стараюсь, как можно чаще предлагать учащимся различного рода практическую деятельность: экспериментальные домашние задания, подготовку опыта для демонстрации на уроке, лабораторные работы, а также экспериментальные задачи. Использование таких задач становится особенно актуально в настоящее время в связи с переходом системы образования на новые стандарты второго поколения. Именно способность самостоятельно добывать знания, применять их в практической деятельности, ставить и решать учебную (творческую, исследовательскую) задачу являются основными показателями образовательного результата. Решение экспериментальных задач в полной мере направлено на формирование универсальных учебных действий, а значит на достижение нового качества образования.
К экспериментальным относятся задачи, постановка и решение которых, органически связаны с экспериментом: с различными измерениями, с обсуждением и обработкой результатов опыта, воспроизведением физических явлений, наблюдениями за физическими процессами, конструированием и сборкой установок, электрических цепей, приборов, устройств, их моделей и т. п. (1) Во время эксперимента осуществляется воспроизведение изучаемого физического явления в условиях, удобных для его наблюдения и изучения.
Благодаря практической направленности, высокому уровню наглядности и проблемному характеру экспериментальная задача способствует развитию логического мышления и познавательного интереса, творческих способностей, приобретению исследовательских умений и навыков (2). При наблюдении явлений в ходе выполнения подобных задач физика становится ближе ученикам, что стимулирует осмысление изучаемого материала, способствует формированию умения пользоваться знаниями на практике, анализировать и объяснять окружающие явления с научной точки зрения. Решая экспериментальную задачу, учащиеся находятся в условиях исследователя, стоящего «на пороге открытия» (3). При этом сам процесс обучения превращается из процесса восприятия и запоминания в процесс активного самостоятельного овладения знаниями. Чувство глубокого эмоционального удовлетворения при решении этих задач способствует более прочному усвоению приобретенных знаний (4).
Еще одним достоинством экспериментальной задачи является то, что используется простейшее оборудование, которое есть в любом доме. Поэтому учащиеся могут проводить необходимые опыты не только на уроках, дополнительных занятиях, но и дома.
Приведу пример некоторых экспериментальных задач:
Задача №1: определить ускорение тела, движущегося по столу под действием груза, который связан с ним нитью, перекинутой через край стола. (Оборудование: нить, 3 гайки, измерительная лента.) (5)
Задача №2: Определите максимальную скорость движения среднего пальца вашей руки при щелчке по камешку. (Оборудование: камешек, линейка.)
Задача №3: Изготовьте простейший компас, используя сосуд с водой, иголку, магнит, кусок пенопласта.
Задача №4: Определить массу коробка спичек. (Оборудование: несколько монет достоинством 1 коп.(1г) и 5 коп.(2г), линейка).
Задача №5: Определить массу водяной капли. (Оборудование: сосуд с водой, пузырек с широким горлышком, однокопеечные монеты (1г), пипетка, карандаш) (6)
Многообразие типов экспериментальных задач позволяет использовать их на уроках разного типа, в зависимости от преследуемых целей. Экспериментальная задача может быть использована для создания проблемной ситуации или в качестве демонстрации перед изучением нового понятия или явления, для проверки и закрепления изученного материала, для проведения контрольных работ.
Несмотря на неоспоримые и многочисленные достоинства экспериментальных задач, их использование в школьном процессе сопряжено со многими трудностями, а потому не распространено широко в школах. Главная проблема заключается в высоком уровне сложности экспериментальных задач. Анализ результатов различных олимпиад показывает, что решать подобные задачи школьникам без специальной подготовки и методической поддержки трудно. Поэтому своим ученикам я предлагаю метод парных задач, который поэтапно выводит их на уровень, когда решение сложной задачи становится доступным (3).
Сущность его заключается в предварении решения сложной экспериментальной задачи решением или разбором более простой похожей задачи, которая может быть тоже экспериментальной или теоретической. Достоинством такого метода является индивидуальный подход, так как, ориентируясь на способности и уровень подготовки учащихся в каждом конкретном случае, можно регулировать степень приближения содержания и целевой установки парной задачи к экспериментальной.
Таким образом, экспериментальную задачу даже высокого уровня сложности можно сделать доступной учащимся и при желании превратить ее в лабораторную работу. Кроме того, значительные временные затраты при решении таких заданий снижаются, если в классе рассматривать только парную задачу, а экспериментальную давать в качестве домашнего задания.
Чтобы уменьшить время на подготовку к уроку и применять этот метод систематически, мною была сделана подборка по темам экспериментальных задач разного уровня сложности с решениями для разных разделов физики. Наиболее содержательно проработан раздел «Механика» (7), к которому предложены варианты использования данных задач на уроках в 9-х и 10-х классах.
Эффективность использования метода экспериментальных задач подтверждается результатами мониторинга развития познавательного интереса и анализа достижений учащихся:
1. по данным анкетирования примерно 75% учащихся отмечают, что легче понимают суть физических явлений, стараются в повседневной жизни искать и объяснять физические процессы;
2. растет доля учащихся, которым становятся доступны задачи продуктивного характера (по результатам срезовых работ около 40% учеников справляются с задачами творческого характера);
3. учащиеся лицея активно занимаются проектной, исследовательской деятельностью, принимают участие в олимпиадах и различных научно-практических конференциях районного, городского и Всероссийского уровней, в которых занимают призовые места;
4. достойно выдерживают выпускные экзамены (средний балл ЕГЭ по физике выше районного и городского показателя), причем наблюдается рост количества учеников, выбирающих физику для сдачи экзамена.
Результат моей педагогической деятельности отражен в 14 публикациях, к которым относятся статьи, тезисы конференций и методическое пособие «Экспериментальные задачи в школьном курсе физики» (5). В них освещаются основные преимущества использования экспериментальных задач перед другими методами обучения, трудности, с которыми сталкиваются ученики и учителя при их решении, и способы преодоления проблем, связанных с применением данного метода обучения.
Список источников:
Антипин задачи по физике в 6 - 7 классах. Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1974. - 127 с. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/ , , и др.; Под ред. , . - М.: Издательский центр «Академия», 2000. - 368 с.3. , , Фадин задача в системе дидактического обеспечения школьного курса физики. – Физика в школе. – 2006. – №1.
4. Кирьяков задача как предметная база технического творчества учащихся. - Учебная физика, 2003, №3. - с. 32 - 41.
, Ермаков задачи в школьном курсе физики: методическое пособие. – Рязань, 2006. – 74 с. , , Сидорович олимпиадные задачи по физике. – Минск: Нар. асвета, 1981. – 96с. Мякишев : учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни/ Г. Я Мякишев, , . – М: Просвещение, 2007. – 366с.