СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЕВОЙ ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ Кафедра естественнонаучных дисциплин ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ Методическое пособие для учителя СТАВРОПОЛЬ 2012 |
ББК 74.262.22+22.3я721
К 63
ёв, , Экспериментальные задачи по физике. Методическое пособие для учителя. Ставрополь, 2012, 44 с.
Актуальность работы обусловлена недостатками в усвоении физики нашими школьниками и, особенно, в их экспериментальной подготовке.
Пособие адресовано учителям физики и может быть полезным для учащихся при подготовке к ЕГЕ, ГИА и олимпиадам любого уровня.
© Авторы-составители:
, учитель вечерней школы №3 г. Ставрополя
, доцент СКИПКРО
|
Введение
Образовательный стандарт и программа школьного курса физики предусматривают овладение учениками методологическими навыками. Именно для этого в школьные занятия по физике включены лабораторные работы и экспериментальные задачи. Но содержании и организации учебных занятий по подготовке школьников к выполнению экспериментальных заданий имеются недостатки, часть из которых можно отнести к системным. Речь, прежде всего, идёт об отсутствии целенаправленных действий на формирование компетенций. В настоящей работе мы приведём перечень компетенций, которые по рекомендациям Европейского союза[1] должны быть освоены выпускниками школ, и, применив их к физическому образованию, рассмотрим, где и как они формируются в практике нашей современной школы
Экспериментальные задания по физике для учащихся можно разделить на три группы по учебным целям. Содержание заданий первой группы соответствует стандартным школьным лабораторным работам в 7-8 классах. Здесь цели проведения занятий можно сформулировать следующим образом:
· обучить учащихся умению наблюдать физические явления и выявлять в них существенные признаки и характеристики;
· привить первичные навыки пользования простейшими измерительными приборами;
· воспитать строгую технологическую дисциплину в следовании заданному алгоритму действий;
· научить ведению протокольных записей, начальной математической обработке и представлению результатов измерений.
Вторую группу образуют творческие работы, в которых от учащихся требуется:
· проявить изобретательность и выполнить чётко сформулированное задание в условиях дефицита приборов прямого действия;
· разработать теорию и методику измерений в нестандартных условиях;
· оценить точность результатов измерений и дать аргументированное заключение.
Такие задачи типичны для школьных физических олимпиад.
Третья группа содержит экспериментальные задачи так называемого исследовательского уровня, в которых нет чётко очерченного задания и набора необходимых материалов и оборудования. Здесь формулируется проблема, которую учащийся:
· должен самостоятельно разбить на совокупность заданий;
· выбрать из них наиболее оптимальные с точки зрения получения полных сведений по заданной проблеме;
· разработать и обосновать методику выполнения выявленных заданий с учётом имеющегося набора оборудования и материалов;
· продумать последовательность выполнения заданий и составить план действий;
· разработать таблицы для протокольных записей и математической обработки экспериментальных результатов;
· в необходимых случаях представить результаты в графической форме;
· обобщить результаты исследований, обосновать и сформулировать заключение по исходной проблеме.
Задачи третьей группы встречаются на олимпиадах высокого уровня, по форме и содержанию они приближаются к проектам и научно-исследовательским работам школьников.
Такая классификация экспериментальных работ является основой для планирования учебного процесса, направленного на развитие у школьников методологических представлений о предмете физики, как одной из точных наук, и на формирование у них креативных качеств и альтернативного мышления.
Пособие содержит в качестве примеров задания, заимствованные из многочисленных публикаций, а также авторские экспериментальные задачи.
Актуальность работы обусловлена теми недостатками в усвоении физики и особенно в экспериментальной подготовке наших школьников, которые выявляются в ходе международных исследований (PIZA, TIMSS)[2], и при анализе результатов сдачи ЕГЭ и ГИА[3].
1. ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
ЛАБО РАТОРНЫХ РАБОТ И РЕШЕНИИ
ЭКСПЕРИМЕННТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
1.1. Способность ученика самостоятельно решать экспериментальные задачи, выполнять наблюдения или исследования
В нашей сегодняшней методике проведения лабораторных работ, начиная с младших и заканчивая выпускными классами, преобладает детально алгоритмизированный стиль, когда все действия ученика строго регламентированы. Если для начального обучения физике это допустимо, более того, необходимо, то в последующих классах такая форма проведения работ тормозит развитие самостоятельности. Содержание экспериментальных заданий в ГИА и явно видимые тенденции в их ежегодных изменениях, показывают стремление усилить долю самостоятельности в решении таких задач. Действительно, только так можно сформировать методологические навыки, которые у наших школьников по заключению международных исследований не превосходят среднего уровня. Ход выполнения работы школьник должен продумать самостоятельно, составить план последовательных действий от идеи и далее (об этом подробнее смотри ниже).
1.2. Способность проявлять инициативу и брать на себя
ответственность за произведённые действия
Ученик должен сам выполнить экспериментальное задание, соответствующее школьной программе. А при наличии кем-то составленной правильной инструкции он должен иметь привычку, желание и потребность сделать работу по собственной методике. Для этого нашему ученику недостаёт альтернативного, исследовательского стиля мышления. Поручения в виде задания для НИР (научно-исследовательская работа) или УИР (учебно-исследовательская работа) остаются благими пожеланиями, они не обязательны и не всегда поощряются. Перечень лабораторных работ ограничен, в рекомендованных для школы сборниках задач и упражнений предпочтение отдано расчётным задачам. Домашние лабораторные работы по-прежнему не практикуются, между тем среди домашнего инвентаря в последние годы появилось большое количество материалов и приборов, пригодных для проведения физических опытов, измерений и исследований. Иметь интерес к проникновению в суть физического, и не только, явления, к пониманию механизм его возникновения и протекания может только тот, в ком заложена мотивация к интеллектуальной деятельности.
1.3. Видеть суть проблемы,
уметь спланировать действия по её решению
Ученик должен понимать, что проблема – это совокупность задач. Её решение сводится к выделению составляющих её задач, составлению логически обоснованной последовательности их решения. По результатам их решения путём рассуждений формулируется вывод. Задания такого уровня в школьной практике не применяются даже в профильных классах. Иногда они встречаются в заданиях физических олимпиад. Ближе всего к ним экспериментальные задания на проектную и исследовательскую деятельность. То есть, действия по развитию данной компетенции в акцентированном виде в нашей современной школе не стали обязательной нормой, критерием уровня обученности.
В настоящее время источники научной информации настолько приблизились к любознательному школьнику, что не использовать это обстоятельство может только учитель, равнодушно относящийся к судьбе своих лучших учеников. Находить проблемы и «озадачивать» ими школьников – это один из эффективных способов выращивания интеллектуальной элиты.
1.4. Уметь выделить в новой ситуации
элементы известных физических явлений
Надо учить школьника так, чтобы его теоретические знания стали рабочим инструментом. Во всяком наблюдаемом явлении уметь увидеть изученные ранее физические абстракции и схемы, воспользоваться для их объяснения физическими законами, принципами, и соотношениями. Экспериментальные задания такого рода редко встретишь в школьных учебниках и задачниках. Это особы вид качественных задач, выполнение которых предполагает эксперимент. Например: «Нанесите каплю чистой воды на лист белой бумаги. Опишите и объясните наблюдаемые явления»; «Влейте в прозрачный стакан с горячим чаем несколько капель молока. Опишите и объясните наблюдаемые явления». Преобразовать бытовой текст вопроса в физическую задачу. Например, вопрос: «Что тяжелее - тонна железа или тонна хлопка?» сводится к задаче сравнить массы этих веществ, уравновешенных на весах. А ответ вопрос «Почему при слабом выдохе воздуха на ладонь ощущается тепло, а при сильном – холод?» требует применения сведений об энергетике конденсации и испарения.
1.5. Умение трудиться в коллективе, уживаться в нём.
Вопрос о составе звеньев, совместно выполняющих лабораторную работу, в нашей методической и педагогической литературе, не рассматривается. Считается естественным и верным, что звенья следует сохранять неизменными. Между тем, в каждом звене обязательно выделяется «лидер» и тогда «ведомый» член звена, как правило, обречён выполнять вторичную роль в течение всего срока обучения, что по педагогически последствиям вряд ли оправдано. Уметь подчинять и уметь подчиняться – в этом секрет уживчивости в коллективе. В практике школ США, например, имеется правило - менять состав звена на каждую новую лабораторную работу. Нельзя не согласиться, что рассматриваемая компетенция таким образом формируется эффективнее, чем в случае постоянного состава звеньев. Нет также однозначного ответа на вопрос о том, следует ли запрещать общение между звеньями в процессе выполнения лабораторных заданий, особенно в ходе практикума. В целом этой проблеме следует уделить особое внимание. В частности с включением в учебные планы школ дисциплины «Проектная и научно-исследовательская деятельность» появилась возможность формировать укрупнённые рабочие звенья на выполнение объёмных поисковых или конструкторских работ.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
