Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Абекова Ж.А. 1 Оралбаев А.Б. 1 Серикбаева Г.С. 1 Ермаханов М.Н. 1

---

1 Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова

В этой статье показано практическое и теоретическое значение экспериментальных задач физики для формирования познавательных интересов учащихся школ. Наряду с этим обсуждаются преимущества и полезность практического выполнения конкретного физического эксперимента для усвоения теоретического материала по физике. В данной статье уделяется внимание повышению заинтересованности школьников предметом физики и физическими экспериментами.

Статья в формате PDF

1685 KB

экспериментальная задача

инновационная технология

формирование учебно-познавательной деятельности

педагогические технологии

демонстрационные эксперименты

логически-поисковые и исследовательские задачи

1. Дуйсембаев Б.М., Сариева А.К. Сборник качественных задач по физике: учебное пособие. –Алматы: Респ. Типография, 1999. – 48 с.

2. Сариева А.К., Маженова А.Б. Развитие творческих способностей школьников на уроках физики // ИФМ. – 2002. – № 3. – 31–37 с.

3. Аманкулов Т.П., Аширбаев Н.К. Теория и практика преподования физики: учебное пособие. – Шымкент: Нурлы бейне, 2012. – 261 с.

4. Кушеров А.Ж. Упражнения и задачи. 10 класс. – Шымкент: Нурлы бейне, 2009. – 15 с.

5. Варламов С.Д., Зильберман А.Р., Зинковский В.И. Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах. – М., 2008. – 83 с.

Развитие современной науки, современных инновационных технологии, интерактивных методов в учебном процессе требует усиления новых современных методов обучения. В учебных планах общего и среднего образования курса физики требуется усиление роли экспериментальных задач. В факультативных курсах и курсах по выбору систематическое решение экспериментальных задач может вывести изучение физики на более высокий уровень [1, 2]. По большому счёту обучение ведётся для того, чтобы школьники могли применять свои знания на практике. Поэтому важнейшим элементом обучения является практическое использование тех приборов и методов измерений, которые уже изучены школьниками.

Традиционно при изучении физики эксперименты разделяются на две большие группы: демонстрационные эксперименты, выполняемые обычно учителем, и практические (экспериментальные) работы, выполняемые школьниками самостоятельно [5]. Демонстрационные эксперименты нужны в случаях:

а) когда нужно познакомить учеников с физическими явлениями и обстоятельствами, послужившими отправной точкой для формулировки основных физических законов их первооткрывателями. Как известно, обнаруженные при наблюдениях закономерности обобщаются и формулируются в виде соответствующих «законов природы». Иногда такие «законы» получают имена своих первооткрывателей, например, всем известный закон Архимеда или закон Кулона. Все законы физики имеют практическую основу – они являются обобщением опыта;

б) когда рассматривается устройство и принципы действия измерительных приборов, основанных на различных физических явлениях. Приборов, которые позволяют измерять различные физические параметры, гораздо больше, чем основных физических законов. И, хотя у каждого прибора имеется свой автор, то есть тот человек, который первым предложил и реализовал конструкцию прибора, имена авторов обычно не сообщаются школьникам. Внимание этому вопросу (авторству) уделяется только при изучении истории физики;

в) при изучении сложных технических устройств или процессов, в которых используются в комбинации различные физические явления.

Практические самостоятельные экспериментальные работы тоже могут быть разделены на группы по назначению:

а) качественные эксперименты типа: соберите – включите – посмотрите – зарисуйте – сделайте вывод (словесная формулировка). Такие эксперименты нужны для непосредственного ознакомления с физическими явлениями. Например, в таком эксперименте проверяется «закон сообщающихся сосудов»;

б) количественные эксперименты: соберите – измерьте – вычислите – постройте график – запишите результат в тетрадь. Этот тип экспериментов предназначен для выработки навыков применения простейших измерительных приборов и оформления экспериментальных работ. Например, эксперимент, в котором регистрируются различные удлинения одной и той же пружины, если на ней подвешены разные грузы, относится к этому типу [5].

Такими методами можно повысить заинтересованность школьников предметом физики и физическими экспериментами. На основе вышесказанного при составлении экспериментальных задач по физике придерживались следующих критериев:

– содержание экспериментальных задач в учебном процессе должно создавать проблемные ситуации, принципы развивающего обучения;

– содержание экспериментальных задач в учебном процессе не должны выходить за рамки материалов учебного плана;

– для решения экспериментальных задач необходимые формулы и закономерности не должны выходить за рамки учебных планов;

– содержание экспериментальных задач должно быть целенаправленным, с глубоким смыслом, физические процессы и их смысл должны быть непосредственно связаны с производством, техникой, природными явлениями, современной наукой и технологией;

– единая взаимосвязь содержания экспериментальных задач должна учитывать индивидуальные качества, психологические и физиологические особенности школьников;

– при составлении экспериментальных задач нужно непременно учитывать современные достижения науки и техники, передовые научные технологии и достижения;

– содержание экспериментальных задач должно обеспечивать освоение различных умственных и реальных действий на практике.

На основе анализа необходимых теоретических и практических знаний для решения экспериментальных задач и учета того, что «решение задач невозможно без умственной операции». Остановимся на действиях, необходимых для решения экспериментальных задач.

Анализ. Необходимые знания формируют следующие определенные задания:

– выбрать один из предложенных объектов или параметров;

– рассмотреть одну из идей из условия задачи, сделать математическое заключение, доказать, указать исторические данные и т.д.

– уметь различать принцип работы механизмов, двигателей, машин, передающих механизмов; а в электрических схемах – источник тока, механизмы, потребляющие электрическую энергию, измерительных приборов;

– обсудить условие задачи и указать «действующие лица», относящиеся к условию задачи, описать состояния этих тел;

– указать причины и следствия физических процессов;

– указывая основные моменты работы, составить план дальнейших работ. Сбор данных.

На формирование определенных знаний оказывают воздействия следующие факторы:

– рассматривая различные аспекты физического явления экспериментальной задачи сделать общее заключение (например, определить зависимость электропроводности металлов от температуры);

– для решения различных задач создавать различные условия или написать реферат.

Создать группировку и общее заключение. Для выполнения таких действий необходимы следующие действия:

– из списка различных информационных данных, заключений выбрать только такие данные, которые характеризуют реальный физический процесс ( например, выбрать закон Ома для участка или для замкнутой цепи);

– уметь группировать рассмотренные физические приборы – измерительные приборы в одну группу, физико-технические приборы ‒ в другую группу [1, 3];

– полное рассмотрение практического применения физических закономерностей, процессов, необходимых для эксперимента по физике (применение в природных явлениях, в жизни человека, в социальной сфере, производстве и технике).

Такие знания формируют следующие задания (индукция):

– сделать заключение по многим экспериментам и наблюдениям (например, про условия появления какого-то физического явления);

– сделать общее заключение по проблеме одного факта.

Для формирования такого знания необходимо и полезно выполнение следующих заданий (дедукция):

– дополнить предложение, используя знания из теории, например, определить состояние тела, опираясь на электронную теорию;

– опираясь на теорию, школьник по заданной проблеме может высказать свои мысли, суждения;

– по характеру условия экспериментальных задач школьники могут рекомендовать свои предположения.

Для формирования такого знания необходимо и полезно выполнение следующих заданий (обобщение):

– указывая основы теории (определение, выводы, понятия, идеальные модели и другое), законы (постулаты, законы, постоянные), следствия (формулы-следствия формулы, практическое применение и ее связь) выделяя их, сделать структурную схему теории;

– создать логическую систему решения задачи, это означает, что для выполнения работы необходимо учитывать начальные условия.

При изучении общего курса физики на практических занятиях для усвоения материала необходимо обратить внимание на следующие основные моменты[3, 4]:

1) многие методы практического владения материалом развиваются параллельно с вышесказанными операциями;

2) выполнение эксперимента осуществляется необходимыми измерениями на приборах, полученными данными из опыта;

3) в ходе эксперимента нужно определить, какие величины измеряем, какие величины остаются постоянными;

4) для общего вывода из опыта необходимо полученные данные сгруппировать, построить графики, анализировать, выяснить физическую природу явления, обсудить полученные данные по пунктам.

Учитывая вышесказанные утверждения, развивая мысли об условиях задачи, о методах выполнения экспериментальной работы, эти экспериментальные задачи можно разделить на следующие группы :

1) логически-поисковые;

2) исследовательские;

3) составленные и компьютерные задачи.

Во время выполнения экспериментальных задач естественно бурно развиваются логические и творческие компоненты мыслительной деятельности. Предложенная классификация экспериментальных задач выглядит следующим образом.

Логически-поисковые.

1. По известным следствиям находить основные причины.

2. По известным причинам находить основные следствия.

3. Указать основные начальные условия, определяющие физические закономерности и физические явления.

4. При изменяющихся начальных условиях прогнозировать ход протекания процесса.

5. Задачи, обьясняющие физические процессы.

6. Задачи, требующие доказательства.

Исследовательские.

1. Наблюдения и анализ явления.

2. Эмпирические обьяснения явления.

3. Теоретически обьяснить природные явления.

Составленные задачи.

1. Придумать идею составления.

2. Доработать данную схему.

3. Составить эксперимент и его выполнить.

4. Составить новую схему эксперимента.

Компьютерные задачи.

1. Составить алгоритм задачи.

2. Определить функциональную зависимость двух физических величин.

Содержание физических задач составлено таким образом, что его можно использовать в любое время учебного процесса. Остановимся на этих моментах учебного процесса.

Прием задания – это прием знаний школьников, характеризующих взаимосвязь физических процессов с природными явлениями. Для приема знаний школьников необходимо у них возбудить интерес к предмету. Этот интерес появляется параллельно с обсуждением экспериментальной задачи, преподаватель, задавая вопросы и создав проблемную ситуацию, должен заинтересовать школьников знаниями [3].

Логически-поисковые задачи направлены на усвоение материалов по физике по частям, по разделам. Предположения показывают аналитико-синтетическую взаимосвязь, они указывают на причинно-следственные связи физических процессов.

Задачи, используемые для закрепления знаний школьников, соответствуют программе учебного процесса, они способствуют конкретному и полному усвоению теоретического материала. С другой стороны, эти знания дают возможность еще глубже понять ранее полученные знания, позволяют взглянуть на физический процесс с другой позиции и выяснить его практический смысл. Рассмотренные творческие задачи позволяют обогатить полученные знания новыми идеями и теоретическими рассуждениями.

Практическое применение знаний занимает ведущую роль в учебном процессе школы, так как решение этих экспериментальных задач требует как глубоких теоретических знаний, так и методики решения задачи, выяснения ее сущности, природы физического процесса.

Библиографическая ссылка