Современный физический эксперимент в школе

Обновлено: 06.07.2024

Автор: Сорокина Ирина Александровна, учитель физики МБОУ СОШ №7 городского округа город Мантурово Костромской области.
Данный материал будет интересен учителям физики, которые широко применяют в своей работе разные виды экспериментальных работ.
Одним из важных концептуальных положений современной методики является эксперимент – не только как средство обучения, но и объект изучения, способ освоения экспериментального метода познания природы. Работая над формированием основных законов, физических понятий я встала перед проблемой: как научить детей мыслить самостоятельно, а не просто запоминать услышанную информацию, как развить интерес учащихся к предмету. Объектом исследования является изучение роли эксперимента в учебно – воспитательном процессе. Предмет исследования – это ученик школы, его способности и возможности.
Цель исследования заключается в повышении эффективности учебно – воспитательного процесса посредством разработки и использования на уроках экспериментальных работ учащихся.
Гипотеза исследования состоит в предположении, что эффективность процесса изучения предмета повысится, если:
-отобран содержательный компонент экспериментальной работы учащихся;
-определены функции, формы организации, методические приёмы, средства экспериментально – исследовательской деятельности учащихся.
Для реализации поставленной цели и в соответствии с выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи:
1.подобрать литературу по данному вопросу;
2.изучить методику поэтапной организации экспериментальной работы;
3.разработать типы уроков или их элементы с применением данной методики;
4.проанализировать эффективность работы методики.
Для достижения поставленной цели использовались следующие методы: в параллелях проводились уроки разного типа: в одном классе материал изучался традиционными методами, в другом проводились учениками эксперименты или на уроке присутствовали элементы исследований. Затем анализировались знания учащихся, полученные на данных уроках. Сравнивалась эффективность уроков, проводилась рефлексия среди учеников. Если учитель владеет методикой проведения уроков, на которых эксперимент играет главную роль и может применять её на практике при обучении детей, то из таких учеников, несомненно, формируется умелая и мыслящая личность. Физический эксперимент – это наблюдение и анализ исследуемых явлений в определённых условиях, позволяющих следить за ходом явления и воссоздать его всякий раз при фиксированных условиях.
Первый этап. Формирование первоначальных практических умений и навыков – демонстрационный эксперимент. Демонстрация иллюстрирует теоретические положения, излагаемые на уроке учителем, и подготавливает к самостоятельному проведению фронтальных лабораторных работ. Демонстрационный эксперимент не исчерпывает всех возможностей активного восприятия учащимися изучаемых явлений, поскольку ученики только наблюдают. Практические умения и навыки вырабатываются в ходе ученического эксперимента.
Второй этап. Фронтальные лабораторные работы – вид практических работ, выполняемых в процессе изучаемого материала, когда учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование.
Фронтальные лабораторные работы делятся:
1.По времени (кратковременные, длительные)
2.По целям и содержанию (наблюдение физических явлений, ознакомление с приборами, выполнение косвенных измерений, установление зависимости между физическими величинами, сборка и изучение принципа действия установок, измерение физических величин, изучение законов, измерение физических постоянных)
3.По дидактической задаче (исследовательские, иллюстративные)
На фронтальных лабораторных работах преодолевается разрыв теории с практикой, прослеживается очевидная связь науки и техники, развиваются и углубляются первоначальные представления, формируются понятия, как основной элемент научных знаний, развивается интерес, способствующий самостоятельной деятельности. Но с другой стороны фронтальные лабораторные работы формируют только простейшие умения и навыки, а не обобщённые практические умения, так необходимые в современных исследованиях. Эти задачи можно решить при организации физического практикума.
Третий этап. Физический практикум – практическая работа, выполняемая учащимися в завершение изучения раздела курса или в конце года, проводится с большей долей самостоятельности, на более сложном оборудовании. При выполнении практикума происходит повторение, углубление, расширение, обобщение и систематизация знаний по различным темам, развитие и совершенствование экспериментальных умений и навыков.
Физический практикум делится:
1.Эксперимент с использованием компьютера.
2.Домашний эксперимент (используются самодельные приборы или предметы домашнего обихода).
3.Экспериментальные задачи (задачи, решение которых проверяется опытом, задачи, для которых исходные данные получают из опыта).
При решении экспериментальных задач исчезает формальный подход к обучению, развиваются внимание, творческое мышление, устраняются недостатки в знаниях, совершенствуются навыки в обращении с приборами.Домашний эксперимент приучает учащихся к расширению полученных на уроке знаний и добыванию новых, формируют экспериментальные умения через использование предметов домашнего обихода и самодельных приборов, развивают интерес.Возможности компьютера позволяют варьировать условиями эксперимента, самостоятельно конструировать модели установок и наблюдать за их работой, формировать умения производить расчёты в автоматическом режиме. Данный вид эксперимента способствует развитию пространственного воображения и творческого мышления.

Таким образом, изучив методику проведения эксперимента и его применения на уроках физики, я пришла к выводу, что эксперимент является самой важной частью любого урока. Все выше перечисленные формы эксперимента оправдывают себя. Так, например, изложенная методика решения экспериментальных задач с помощью логических схем даёт такие результаты: за один урок ученик решает обычно от 3 до 7 задач. Примерно от 40 до 60 % учащихся в классе получают хорошие и отличные оценки, а учитель только управляет учебно – воспитательной работой, её дифференциацией на основе учёта особенностей ребят.
Как правило, ученики далеко не все любят выполнять домашние задания. Если же домашний эксперимент можно выполнить с помощью подручных средств, то % выполнения такой работы достигает в среднем 95% . Кроме этого у ребят возникает множество вопросов после выполнения домашнего эксперимента, а это значит, что возрастает их интерес к предмету. Выполняя лабораторный практикум в конце учебного года, примерно 15% учеников повышают свои оценки. Практикум позволяет ещё раз повторить изученный материал, обратить внимание на вопросы вызывающие затруднения и разобраться в них. При использовании лаборатории L – микро ученик на лабораторной работе получает не набор приборов, а тематический комплект, который позволяет выбирать эксперимент по объявленной теме самостоятельно. Это даёт свободу творчества обучающемуся, учитель же, в свою очередь, получает возможность реализовать любые методы и приёмы, любой уровень дифференцированного подхода к учащимся. В результате всего этого материал усваивается лучше, повышается успеваемость, растёт качество.

1.Вахтомин Н.К. Практика – Мышление – Знание. К проблеме творческого мышления. – М.: Наука, 1978 – с 112.
2.Павлова М.С. Физический эксперимент – способ развития творческого мышления //Физика в школе, 2006, №1 – с 14 – 20.
3.Браверман Э.М. Самостоятельное проведение учениками экспериментов //Физика в школе, 2000, №3 – с 43 – 46.
4.Браверман Э.М. Урок физики в современной школе - М.: Просвещение,1993 – с 114.
5.Смирнов А.П. физический практикум Российского Невтона – М.: Кругозор, 1995 – 223 с.
6.Давиден А.А. Лабораторные работы в процессе обучения физике //Физика в школе, 2000, №5 – с 46.
7.Гуревич Ю.Л. Обучение приёмам мыслительной деятельности на уроках физики //Физика в школе, 1999, №4 – с 43.
8.Хоменко С.В. Газовые законы и свойства насыщенных паров. Руководство по выполнению эксперимента. – М.:МГИУ, 2007. – 30 с.
9.Дик Ю.И. Физический практикум для классов с углублённым изучением физики. – М.: Просвещение, 1993 – 206с.
10.Хорошавин С.А. Физический эксперимент в средней школе. – М.: Просвещение, 1988 – 170 с.
11.Шахмаев Н.М. Физический эксперимент в средней школе. – М.: Просвещение, 1991 – 225 с.

Школа в современном обществе должна формировать не только целостную систему специальных предметных умений, но и универсальных знаний, умений, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся. С переходом школы на профильное обучение повышаются требования к качеству подготовки учащихся по физике, а, значит. возрастает роль физического эксперимента, который позволяет создать на уроке проблемную ситуацию, побуждающую учащихся к самостоятельному поиску истины.

Вложение	Размер
organizatsiya_i_provedenie_fiz_eksperimenta.docx	21.62 КБ

Предварительный просмотр:

МБОУ "Большеяниковская СОШ"

Васильева Оксана Михайловна

Организация и проведение физического эксперимента на современном уроке

Анализ уровня сформированности экспериментальных умений и навыков учащихся показывает, что они неплохо подготовлены к выполнению экспериментальных работ по инструкциям, но при этом проявляют полную беспомощность, когда требуется самостоятельно выполнить какое-либо экспериментальное задание. Их затрудняет поиск общей идеи решения, планирование этапов эксперимента, подбор необходимого для работы оборудования, самостоятельное составление отчетных таблиц и т.д. И случается, что ученик, правильно сделавший и оформивший лабораторную работу, в последующей беседе не может объяснить даже её содержание, т.к. следуя указаниям инструкций, ученик не задумывается о том, зачем и почему он выполняет то или иное действие. Всё это, во-первых, снижает интерес учащихся к физике, во-вторых, лишает их инициативы и полного понимания своих действий - в итоге практически отсутствует самостоятельное экспериментирование.

С целью повышения уровня экспериментальной подготовки учащихся использую не только лабораторные занятия, но и все другие виды учебной деятельности учащихся на уроках физики (выполнение фронтальных опытов, изучение нового материала, решение задач, проверка домашних заданий). При решении любой экспериментальной задачи или задания знакомлю учащихся с планом необходимых действий:

Уясните вопрос (цель) задачи и подумайте над тем, какие возможны пути (идеи) её решения, выберите лучший.
Составьте план выполнения работы, если необходимо, сделайте рисунок (схему) используемой установки.
Подумайте, какие обстоятельства могут повлиять на точность результатов эксперимента, постарайтесь их устранить или уменьшить.
Выберите необходимое для выполнения опыта оборудование.
Соберите установку, проведите эксперимент.
Дайте оценку полученному результату.
Сделайте вывод.

К этому плану обращаемся постоянно: в процессе выполнения демонстрационных опытов, фронтальных исследовательских опытов, проведении домашнего эксперимента.

C помощью этого комплекта можно:

– проводить индивидуальные лабораторные работы (практикум) с отображением параметров и результатов исследуемого явления на дисплее и сохранением их в памяти небольшого автономного компьютерного измерительного блока, к которому одновременно можно подключать до трёх датчиков различного назначения;

– использовать во внелабораторных (полевых) условиях благодаря портативности и автономному электропитанию;

– использовать в научно-исследовательских работах, т.к. датчики обладают высокой чувствительностью и обеспечивают хорошую точность измерений;

– переносить экспериментальные данные из памяти измерительного блока в память персонального компьютера (ноутбука) для непосредственного наблюдения и дальнейшей обработки;

– проецировать параметры исследуемого объекта посредством мультимедийного оборудования на экран для визуального аудиторного наблюдения (демонстрации) в режиме реального времени;

– обрабатывать данные в программе Excel.

Для вовлечения учащихся в активную работу по осмыслению увиденных на уроке опытов использую следующие способы:

2) Учитель выполняет опыт, а учащиеся делают выводы из него или объясняют полученные результаты. Например, в 11 классе закон электромагнитной индукции в качественной форме, в 9 классе зависимость ускорения от силы, действующей на данное тело.

б) Нарушится ли равновесие весов, если в стакан с водой опустить подвешенный на нитке шарик, не касаясь им дна?

в) Если резко дернуть за нижнюю нить, привязанную к грузу, висящему на нити, то какая нить оборвётся верхняя или нижняя?

Этот способ активизации учащихся показывает, что учащиеся становятся более внимательными, привыкают рассуждать, строить гипотезы на основе уже полученных знаний, формулировать свои предположения. Всё это ведёт к интенсивному развитию их мышления и способностей.

4) Учитель ставит перед учениками какой-либо вопрос и предлагает им самостоятельно найти ответ на него в результате экспериментального исследования. Например, при изучении в 7 классе темы "Гидравлические машины" предлагаю учащимся провести исследование, используя при этом два шприца разного диаметра (на 5 и 20 мм), соединенные резиновой трубкой от капельницы, в один из них набираем подкрашенную марганцовкой воду. Учащиеся выполняют следующие задания:

а) Определить расстояние, на которое смещается больший поршень, если малый сместить на 1 см.

б) Определить выигрыш в силе данной гидравлической машины.

в) Найти скорости движущихся поршней, если время их движения 1 с., сравните скорости и сделайте вывод.

г) Приведите примеры таких устройств.

В 9 классе при изучении второго закона Ньютона, можно дать такое задание: "Предложите идею опыта, при помощи которого можно исследовать зависимость ускорения тела от действующей на него силы". Анализ предложенных идей приводит к верной установке, с помощью которой и провожу эксперимент, глубоко и всесторонне осознанный учащимися.

Экспериментальные задания использую и при повторении учебного материала в форме фронтального и индивидуального опроса учащихся, тематического повторения отдельных разделов физики.

Всё это позволяет расширять и углублять знания учащихся о физическом эксперименте, методике и технике его выполнения. Физический эксперимент используется и при тематическом повторении, например, "Последовательное и параллельное соединение проводников", "Закон Ома для участка цепи", при повторении этих тем использую следующие задания: "Проверьте на опыте законы параллельного соединения", "Проверьте формулу расчета сопротивления проводника через параметры". При выполнении таких экспериментальных заданий учащиеся самостоятельно и за сравнительно короткое время повторяют большой объем изученного материала.

Формирование экспериментальных умений и навыков учащихся происходит и в процессе решения физических задач, включающих в себя основные элементы экспериментальных исследований, что приводит к развитию мышления учеников, позволяет решать более сложные задачи, ориентированные на углублённое изучение материала и на интенсивное развитие мыслительной деятельности учащихся, их способностей.

Задача №1. Рассчитайте мощность сгорающей спички, проведите эксперимент, выбрав необходимое оборудование.
Задача №2. Рассчитайте плотность плавленого сырка неправильной формы, используя оборудование, предложенное учителем.
Задача №3. Нарисуйте электрическую цепь с включенной в неё лампой, накал которой можно плавно изменять. Назовите, какие из имеющихся приборов вы выберете, чтобы собрать цепь (выбор обоснуйте). Данную задачу можно усложнять, дополняя условие, дифференцируя задание.

Еще в большей степени экспериментальные умения и навыки формируют и совершенствуют лабораторные работы и практикумы. Эти виды работ выполняют все учащиеся, но при их выполнении практически исключается учёт индивидуальных способностей, так как ученики получают одно общее задание, Поэтому многие лабораторные работы я сопровождаю методическими замечаниями и дополнительными заданиями. Например, лабораторная работа "Плотность тела" снабжена дополнительными заданиями, ориентированными на усвоение материала на базовом, конструктивном и творческом уровнях.

Формированию экспериментальных умений способствуют и домашние экспериментальные задания (исследовательского и конструкторского характера). Если задание исследовательского характера, то ученики должны описать ход его выполнения, полученные результаты. А если это изготовление прибора, то ученик приносит его в класс, демонстрирует и рассказывает о способах его использования. Так были изготовлены модель гальванометра, химический источник тока, модель барометра, модель фонтана, шар Паскаля, электронная игрушка "Сирена", модель простейшего радиоприёмника, электроскоп и многие другие.

Представленные способы формирования экспериментальных умений и навыков готовят школьников к самообразованию, повышают их самостоятельность, формируют мышление, управляют познавательной деятельностью, приобщают их к методу познания.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Организация физического эксперимента в 8 классе

Подготовка бакалавров к организации и проведению химического эксперимента в школе

Статья была подготовлена совместно с научным руководителем магистерской диссертации, доцентом кафедры методики обучения химии, Злотниковым Э.Г.

Организация и проведение современного урока по физической культуре в условиях ФГОС

Современный урок строится на основе использования технических средств с применением как традиционных, так и инновационных педагогических технологий. В настоящее время урок физической культ.

Из опыта организации и проведения физического практикума в 10 классе профильного уровняю

В данном опыте рассказывается о 13 лабораторных работах физического практикума и подробно о 3-х из них с подробным описанием, с фотографиями и чертежами. Данные 3 работы являются авторскими.

Методические рекомендации по организации и проведению в 2018 году Всероссийского урока, посвященного безопасному отдыху в летний период.

Всероссийский урок, посвященный безопасному отдыху в летнийпериод и подготовке детей к летним каникулам проводится в целяхвыработки единых подходов к формированию государственной политики вобласти без.

Методическая разработка «ОРГАНИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОГЭ ПО ФИЗИКИ».

Методологические основы и методика проведения физического эксперимента в школе.

В статье приведены методологические основы физического эксперимента в школе. Описаны виды физических экспериментов и способы их проведения. Статья содержит следующие разделы.1. Задачи физического.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Выполнили: студентки ФМ-112 Зворыкина Татьяна, Кузнецова Елена Система школьного физического эксперимента

Что такое школьный физический эксперимент? Школьный физический эксперимент - это один из методов обучения школьников физике; он имеет несколько своеобразных, особых видов и не является чем-то сложившимся, а все время развивается, расширяется, пополняется новым оборудованием, приемами и средствами выполнения.

Функции школьного физического эксперимента Создание чувственно-наглядных образов Создание практических ситуаций

Требования к школьному физическому эксперименту Эксперимент должен быть: Выразительным Надежным Кратковременным Доступным Конкретным

История школьного физического эксперимента Демонстрационный эксперимент Фронтальный эксперимент (в конце XIX в.) Физический практикум Экспериментальные задачи

Демонстрационный эксперимент Демонстрационный эксперимент – это показ физических явлений, закономерностей и их практических применений, рассчитанный на одновременное восприятие всеми учащимися.

Методические требования к демонстрационному эксперименту Учащиеся должны быть подготовлены к восприятию опыта Демонстрационная установка должна быть по возможности простой Демонстрационный опыт должен быть видим всем учащимся класса Темп демонстрации должен соответствовать темпу устного изложения и скорости восприятия учащимися. Демонстрационный эксперимент должен быть убедительным, а установка для его проведения - надежной.

Комплекты для демонстрационных материалов Оборудование

Комплекты для демонстрационных экспериментов Плакаты и таблицы

Виртуальный эксперимент (учитель) Виртуальный эксперимент – это компьютерная симуляция лабораторных работ, которая предполагает, что объект исследования и экспериментальная установка находятся в мнимом виртуальном пространстве.

Виртуальные лабораторные работы Виртуальная лабораторная работа – компьютерная программа, позволяющая моделировать на компьютере физические процессы, изменять условия и параметры его проведения.

Фронтальные лабораторные работы Фронтальные лабораторные работы - это такой вид практических работ, когда все учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование.

Фронтальные лабораторные работы Создатели комплектов приборов для проведения фронтальных лабораторных работ

Фронтальные лабораторные работы Хранение

Физический практикум Физический практикум проводится с целью повторения, углубления, расширения и обобщения полученных знаний из разных тем курса физики.

Физический практикум Примеры работ физического практикума: Изучение прямолинейного равноускоренного движения. Измерение ускорения свободного падения тела. Проверка постоянства отношения ускорений двух тел при взаимодействии. Измерение массы тела. Изучение второго закона Ньютона и т.д.

Домашние экспериментальные работы Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.

Экспериментальные задачи К экспериментальным задачам относят такие физические задачи, постановка и решение которых органически связаны с экспериментом: с различными измерениями, воспроизведением физических явлений, наблюдениями за физическими процессами, сборкой установок электрических цепей и т.д.

Экспериментальные задачи: Повышают активность учащихся на уроке Способствуют устранению формализма в знаниях Приобретение навыков исследовательского характера Формируют критический подход к оценке результатов измерений

Домашние лабораторные работы Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.

Домашние лабораторные работы

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 29 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 612 039 материалов в базе

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

27.01.2016 1805
PPTX 1.7 мбайт
28 скачиваний
Рейтинг: 5 из 5
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Князькова Татьяна Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие

Время чтения: 16 минут

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

В Госдуме предложили ввести сертификаты на отдых детей от 8 до 17 лет

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

В данной работе описано 10 занимательных опытов, 5 демонстрационных экспериментов с использованием школьного оборудования. Авторами работ являются учащиеся 10 класса МОУ СОШ № 1 п. Забайкальск, Забайкальского края – Чугуевский Артём, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий. Ребята самостоятельно проделали данные опыты, обобщили результаты и представили их в виде данной работы

Роль эксперимента в науке физике

О том, что физика наука молодая
Сказать определённо, здесь нельзя
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.

Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания применять.
И важно помнить – роль эксперимента
Должна на первом месте устоять.

Уметь планировать эксперимент и выполнять.
Анализировать и к жизни приобщать.
Строить модель, гипотезу выдвинуть,
Новых вершин стремиться достигнуть

Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.

Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.

Занимательные опыты по физике

Описание опытов проводилось с использованием следующего алгоритма:

Название опыта
Необходимые для опыта приборы и материалы
Этапы проведения опыта
Объяснение опыта

Опыт № 1 Четыре этажа

Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт.

Этапы проведения опыта

Попробуем налить в стакан четыре разных жидкости так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся к верху бокал.

Налить на дно бокала солёной подкрашенной воды.
Свернуть из бумаги “Фунтик” и загнуть его конец под прямым углом; кончик его отрезать. Отверстие в “Фунтике” должно быть величиной с булавочную головку. Налить в этот рожок красного вина; тонкая струйка должна вытекать из него горизонтально, разбиваться о стенки бокала и по нему стекать на солёную воду.
Когда слой красного вина по высоте сравняется с высотой слоя подкрашенной воды, прекратить лить вино.
Из второго рожка налей таким же образом в бокал подсолнечного масла.
Из третьего рожка налить слой крашенного спирта.

Вот и получилось у нас четыре этажа жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности.

Жидкости в бакалее расположились в следующем порядке: подкрашенная вода, красное вино, подсолнечное масло, подкрашенный спирт. Самые тяжёлые - внизу, самые лёгкие – вверху. Самая большая плотность у солёной воды , самая маленькая у подкрашенного спирта .

Опыт № 2 Удивительный подсвечник

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта

Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Утяжелить конец свечи гвоздём.
Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
Зажечь фитиль.

- Позволь, - скажут тебе, - ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет!

- В том-то и дело, - ответишь ты, - что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт.

И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.

Опыт № 3 Свеча за бутылкой

Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички

Этапы проведения опыта

Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.
Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды.

Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом “Обтекается”: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт № 4 Вертящаяся змейка

Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.

Этапы проведения опыта

Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.

Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Опыт № 5 Извержение Везувия

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода.

Этапы проведения опыта

В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши.
В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие.

Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Опыт № 6 Пятнадцать спичек на одной

Приборы и материалы: 15 спичек.

Этапы проведения опыта

Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола.
Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички?

Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку

Опыт № 7 Подставка для кастрюли

Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля.

Этапы проведения опыта

Поставить три вилки в кольцо.
Поставить на данную конструкцию тарелку.
На подставку поставить кастрюлю с водой.

Данный опыт объясняется правилом рычага и устойчивым равновесием.

Опыт № 8 Парафиновый мотор

Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.

Этапы проведения опыта

Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.

Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя.
Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить.
Зажечь свечу с обоих концов.

Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.

Опыт №9 Свободный обмен жидкостями

Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки.

Этапы проведения опыта

Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой.
Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно.
Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты.
Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки.
Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.

Опыт №10 Певучая рюмка

Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода.

Этапы проведения опыта

Наполнить рюмку водой и вытереть края рюмки.
Смоченным пальцем потереть в любом месте рюмки, она запоёт.

1. Диффузия жидкостей и газов

Диффузия (от лат. diflusio - распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах

Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии.

Этапы проведения эксперимента

Возьмём два кусочка ватки.
Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом.
Приведём ветки в соприкосновение.
Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.

Явление диффузии можно пронаблюдать при помощи специальной установки

Нальём в одну из колбочек нашатырный спирт.
Смочим кусочек ваты фенолфталеином и положим сверху в колбочку.
Через некоторое время наблюдаем окрашивание ватки. Данный эксперимент демонстрирует явление диффузии на расстоянии.

Докажем что явление диффузии зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.

Для демонстрации данного опыта возьмём два одинаовых стакана. В один стакан нальём холодной воды, в другой – горячей. Добавим в стаканы медный купорос, наблюдаем, что в горячей воде медный купорос растворяется быстрее, что доказывает зависимость диффузии от температуры.

2. Сообщающиеся сосуды

Для демонстрации сообщающихся сосудов возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками.

Будем наливать жидкость в один из них: мы сейчас же обнаружим, что жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне.

Объяснение этого опыта заключается в следующем. Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтали плои верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.

Шар Паскаля – это прибор предназначен для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость или газ в закрытом сосуде, а также подъёма жидкости за поршнем под влиянием атмосферного давления.

Для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкости в закрытом сосуде, необходимо, используя поршень, набрать в сосуд воды и плотно насадить на патрубок шар. Вдвигая поршень в сосуд, продемонстрировать истечение жидкости из отверстий в шаре, обратив внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям.

Дагестанский институт развития образования

Кафедра естественнонаучного обраования

«Роль эксперимента в обучении

учитель физики гимназии №3 г.Хасавюрта

Габибуллаева Хафия Абдуллаевна

3.Обьект и предмет исследования

О сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух.

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель.

Отправной точкой в проектный вид деятельности стали слова Розенбергера “Греческий ум отличается особенной силой творчества в области гипотез. Он, можно сказать, почти исчерпал все мыслительные теории для объяснения вселенной, так что наши современные гипотезы можно признать как бы непосредственным продолжение неудавшихся попыток древних”.

Современные требования к преподаванию физики изменяют принципиальный подход к деятельности и содержанию предмета.

В свете вышеизложенного проблема проекта формулируется следующим образом: как построить систему физического эксперимента при обучении физике в основной школе, чтобы, сохранив системность, научность предметной подготовки учащихся, обеспечить формирование знаний и умений.

На уровне общего образования экспериментальные физические задачи наиболее ярко отражают комплексный теоретико-экспериментальный характер изучения реальных систем при непосредственном контакте с ними учащихся.Таким образом, актуальность проблемы обусловлена противоречиями между целями обучения физике, связанными с необходимостью формирования у учащихся знаний и умений методологического характера и характером обучения физике в средней школе, обусловленным существующим программно-методическим обеспечением и подчиненным достижению положительных результатов итогового контроля; между необходимостью развития у учащихся опыта учебно-исследовательской деятельности, требующей больших временных затрат, и тенденцией к сокращению количества учебных часов, выделяемых на естественнонаучные дисциплины; между возможностями оборудования современного кабинета физики и недостаточной разработанностью методики его использования.

Одним из основных направлений образовательного процесса становится развитие способности учащихся к исследовательской, проектной деятельности. Поэтому формирование исследовательских умений учащихся является одной из важнейших задач современной школы.

Цель моего проекта ещё раз подчеркнуть важность этого направления и помочь учителю в применении экспериментальных заданий

Объектом исследования является процесс обучения физике в основной школе.

Предмет исследования - система физического эксперимента как средство предметной подготовки и развития учащихся основной школы.

Гипотеза исследования. Если в систему физического эксперимента в основной школе включить демонстрации учителя, связанные с ними домашние и классные опыты учащихся, а также экспериментальные задания для учащихся по элективным курсам, а познавательную деятельность учащихся при их выполнении и обсуждении организовать на основе проблемности, то у школьников появится возможность приобретать, наряду со знанием основных физических понятий и законов, информационные, экспериментальные, проблемные, деятельностные умения, что и приведет к повышению интереса к физике как предмету.

Экспериментальные физические задачи относятся к разряду открытых познавательных проблем, решение которых может быть осуществлено различными способами. Принципиально важным является накопление учащимися позитивного опыта решения экспериментальных задач.

Современные требования к преподаванию физики изменяют принципиальный подход к деятельности и содержанию предмета. На уровне общего образования экспериментальные физические задачи наиболее ярко отражают комплексный теоретико-экспериментальный характер изучения реальных систем при непосредственном контакте с ними учащихся

Систематическое обучение решению экспериментальных задач способно вывести школьное физическое образование на уровень поискового, сопряженного с организацией познавательной деятельности учащихся, при которой они не только изучают, но и активно применяют самодельное, типовое и новое оборудование к решению учебных проблем, поставленных на основе использования возможностей современной образовательной среды. При этом активность учащихся одновременно направлена не только на усвоение и применение конкретных программных знаний, но и на понимание и применение основ методологии научного познания. Для научного познания в физике характерна высокая степень сбалансированности качественного и количественного описания изучаемых объектов.

В теории и практике обучения физике традиционно присутствовали и присутствуют экспериментальные задачи. Совершенствуются методики их использования в учебном процессе . В последние годы внимание отечественных и зарубежных физиков-методистов направлено на разработку комплексного использования традиционного и нового оборудования кабинетов физики. Фактически речь идет о создании новой образовательной среды для обучения физике на разных уровнях образования. Однако чрезмерное увлечение бессистемными демонстрациями физических явлений, поддержанное и тиражированное возможностями компьютерных технологий образования, таит в себе опасность бессвязного накопления учащимися большого числа интересных эмпирических фактов, не адекватно отражающих в обучении физике систему научного знания теоретического уровня.

Решению проблемы формирования и развития исследовательских умений учащихся школы были посвящены работы ученых В.И.Андреева, Л.И.Анциферова, В.В.Майера, В.А.Орлова, И.Г.Пустильника, В.Г.Разумовского, А.В.Усовой и ряда других известных исследователей проблем общего образования, в которых подчеркнута ценность решения экспериментальных задач как наиболее естественного процесса, связанного с изучением реальных природных явлений и способствующего разноплановому развитию учащихся. Однако анализ изменившихся условий школьного физического образования, связанных в том числе с возможностями современной образовательной среды, а также с требованиями к результатам обучения и к организации учебно-исследовательской деятельности, ставит перед необходимостью по-новому рассматривать вопрос о формировании исследовательских умений в процессе обучения физике, оттеняя исследовательскую направленность экспериментальных задач.

Во-первых, приходится констатировать снижение интереса многих категорий школьников к изучению физики в целом, и к решению физических задач в частности, в особенности экспериментальных как весьма трудоемких. Как правило, это относится к учащимся, не планирующим проходить различные виды итогового контроля и вступительных испытаний по физике, например, в форме ЕГЭ, по окончании основного или полного среднего образования.

Во-вторых, в заданиях ЕГЭ и различных видов итогового тестирования на протяжении нескольких последних лет представлены наглядные задачи, предполагающие наличие у школьников определенных умений и навыков по проведению измерений, определению цены деления прибора и другие экспериментальные навыки как учебно-познавательные компетенции по физике Эти задачи с помощью фотографий, схем и рисунков фактически имитируют экспериментальные физические задачи.

В-третьих, в кабинеты физики многих школы поступает новое оборудование, которое открывает определенные возможности по использованию этого оборудования в развитии учащихся при обучении их решению экспериментальных задач.

Современные требования к преподаванию физики изменяют принципиальный подход к деятельности и содержанию предмета. Для меня это заключается в следующем:

во-первых, в изменение деятельности учителя и учащихся на уроке и вне его (предоставление большей свободы действий, воображение, представление в уме, рассуждения, проверка своих догадок на практике, доказательства и вновь опровержение своих умозаключений, т. е. делать так, чтобы показать жизнь науки и практики);

во-вторых, в изменении содержания предмета (необходимости показать ввод тех или иных понятий в науке физике; выстраивание физических моделей, их проверка, с использованием современных средств, в частности компьютеризацию).

Обобщенный метод решения любой типовой задачи состоит из следующей системы действий: 1) выделить в формулировке цели конечный продукт, который должен быть получен, и его свойства;

2) подобрать предмет деятельности, из которого может быть получен требуемый конечный продукт;

3) выделить свойства предмета деятельности, которые могут быть значимыми для создания требуемого конечного продукта с требуемыми свойствами;

4) выделить явления, процессы, воздействия, позволяющие преобразовать предмет деятельности с его свойствами в заданный конечный продукт с требуемыми свойствами (или оставить неизменными);

5) выделить условия, необходимые для осуществления (сведения к минимуму) явлений, процессов, воздействий, позволяющих преобразовать (или оставить без изменения) предмет деятельности с его свойствами в заданный конечный продукт с требуемыми свойствами;

6) разработать принципиальную схему технического устройства (экспериментальной установки) с помощью которой можно а) воспроизвести явления, процессы, воздействия и б) создать условия, необходимые для их осуществления;

7) проверить разработанную схему технического устройства (экспериментальной установки) на соответствие требованиям безопасности человека и окружающей среды;

8) рассчитать (оценить) энергетические затраты;

9) составить перечень оборудования, из которого можно смонтировать техническое устройство (экспериментальную установку);

10) составить программу преобразования предмета деятельности в требуемый конечный продукт с помощью разработанного технического устройства (экспериментальной установки).

Анализ методической литературы показал, что проекты, связанные с оценкой или нахождением значений параметров свойств объектов в определенном состоянии, и способы выполнения их учащимися описаны Н.И. Одинцовой, Т.В. Ильиной, Л.А. Радкевичем. Проектной деятельности, направленной на установление причины явления, процесса, посвящены работы Г.П. Устюгиной, А.А. Князева, Е.М. Савельевой. Содержание проектной деятельности по созданию нового практически значимого продукта и технологии его получения не разработано.

Несмотря на то, что метод проектов используется достаточно широко, существует много проблем, связанных с содержанием этого метода и методикой его применения.

Читайте также: