Задачи по физике методическое пособие для учителя ставрополь 2012
Скачать 18.59 Kb.
|
ББК 74.262.22+22.3я721 К 63 В.В.Киселёв, С.А. Козлов, 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: Киселёв Виктор Владимирович, учитель вечерней школы №3 г. Ставрополя Козлов Станислав Алексеевич, доцент СКИПКРО Рекомендовано кафедрой естественнонаучных дисциплин Ставропольского краевого института повышения квалификации работников образования. 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 союза1 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:
Вторую группу образуют творческие работы, в которых от учащихся требуется:
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:
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 ГИА3.
ЛАБО РАТОРНЫХ РАБОТ И РЕШЕНИИ ЭКСПЕРИМЕННТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
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.
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. 1.6. Уметь делать правильные выводы, обосновывать их На завершающем этапе выполнения лабораторной работы, как показывают наши наблюдения, многие учащиеся задают один и тот же вопрос: «Что писать в выводе?» Похоже, что они забывают главную цель работы, ту, что сформулирована в её названии или в содержании выполняемого задания. Здесь сказывается отсутствие в нашей школе специальных учебных занятий по логике и риторике. Очевидно, что в этом случае они потеряли нить рассуждений, рассматривают формулирование вывода не как обобщение или суммирование предыдущих действий, а как одну из прежних изолированных, самостоятельных операций. Умение удержать в памяти все результаты измерений, построить вывод на их основе с применением формальной логики и на основе здравого смысла - это очень трудная для школьника работа. Она развивает интеллект и требует специальных занятий. В частности, самая напряжённая и продуктивная часть лабораторного занятия – устная индивидуальная защита результатов. От ученика на этом этапе требуют изложить в лаконичной форме ответы на четыре основных вопроса: что делал? как делал? что получил? насколько достоверны полученные результаты и выводы? 2. ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ ЭКСПЕРИМЕННТАЛЬНОГО ТИПА Одних лабораторных занятий для формирования навыков экспериментирования явно недостаточно. Необходимо практиковать домашние задания, предполагающие проведение наблюдений или экспериментальных измерений и исследований. Тем более, что в настоящее время в каждой семье имеется большой арсенал приборов и материалов, вполне пригодных для выполнения физических опытов. Например, нет проблем с прямыми измерениями длины, времени, температуры, массы; с наблюдением тепловых, электрических, оптических, магнитных явлений и т.п. Экспериментальные задачи – это маленькие исследования. Здесь ученик сам должен выдвинуть идею эксперимента и теоретически ее обосновать. Затем он должен спланировать эксперимент, с максимально возможной тщательностью провести необходимые измерения и обработать их. Кроме того, необходимо оценить погрешности измерений, представить результат измерений и сделать вывод. Именно такие задачи даются участникам экспериментального тура физических олимпиад. В школьном сборнике задач по физике4, пожалуй, содержится только одна такая задача, которую так любят давать ученикам при проведении школьных олимпиад: «Определите коэффициент трения прямоугольного бруска о поверхность стола. Оборудование: деревянный брусок по форме подобный спичечному коробку, карандаш, линейка». При выполнении экспериментальных задач набор измерительных инструментов обычно ограничен: линейка, рулетка, мерный цилиндр, ручной секундомер и т.п. При этом, если, например, ставится задача измерить толщину проволоки с помощью линейки, значит нельзя воспользоваться при этом более точным прибором – штангенциркулем или микрометром5. Учителю, особенно начинающему, трудно подобрать экспериментальную задачу – в задачниках их мало или вовсе нет, в собственном багаже также нет. Советуем воспользоваться следующими источниками:
Подбирая экспериментальные задачи, учитель должен учитывать очень много сопутствующих обстоятельств и планирует долговременные последствия своих действий. Он должен учитывает уровень исходной предметной подготовки учеников. Предвидеть неоднозначность в методе или в результатах - всё зависит от имеющегося в наличии и доступного к применению набора приборов и используемых материалов. Предполагать исследование на уровне оценки исследуемого параметра, приблизительного значения измеряемой величины. Это значит, что здесь вряд ли можно ожидать точного результата. Например, нельзя ожидать более и менее точного измерения внутреннего диаметра иглы медицинского шприца, если для этого даны лишь стакан с водой и рулетка. Можно требовать, чтобы ученик знал некоторые табличные данные: плотность и удельную теплоемкость воды, скорость звука в воздухе, и т.п. В остальных случаях ученик вправе потребовать набор таблиц физических величин. Конечно, при постановке экспериментальных задач на базе вузовских физических лабораторий могут быть выставлены достаточно сложные физические приборы, что не всегда возможно даже в условиях хорошо оснащенной школы. Поэтому желательно подбирать задачи так, чтобы их можно было бы выполнить буквально в домашних условиях. Меняя допустимый набор применяемых приборов и материалов, можно сделать экспериментальную задачу многовариантной и долговременной. Ценность такого метода в том, что школьник развивает альтернативное мышление, готовится исподволь к изобретательской творческой деятельности. Время на выполнение домашней экспериментальной работы устанавливается с учётом объёма предстоящей работы и может составлять как дни, так и месяцы. Роль учителя здесь состоит в заинтересованном контроле, в оказании помощи в материальном оснащении или в виде консультаций. По окончании работы ученику представляется возможность выступить с докладом перед классом, защитить её результаты. Если работа выполнена качественно, её можно представить на научную конференцию в регионе или в престижных вузах страны. Ученики должны знать критерии и нормы, по которым оценивается качество выполнения экспериментального задания. Им можно показать в качестве основы следующую таблицу.
В зависимости от содержания, сложности и трудности отдельных элементов задания нормы могут меняться, но основные позиции сохраняются. |
Похожие:
 | Программа Методическое пособие для учителя Учебник Методическое пособие для ученика ... | | Методическое пособие для выполнения расчётно-графической работы «Расчёт статически неопределимого прямого стержня ступенчато-переменного сечения на действие осевой нагрузки с учётом неточности изготовления и температурного фактора» Ставрополь -2006 Представлен численный пример – образец выполнения этой работы, сопровождаемый соответствующими комментариями. Методическое пособие... |
| Методическое пособие для учителя к курсу «Окружающий мир» Задачи и предмет курса, материал, основной метод обучения, учебно-методический комплект. Содержание курса. Место третьего класса... | | Учебно-методическое пособие Красноярск сфу 2012 удк 504. 004. 4 (07) ббк 28. 0я73 Экологическая информатика: учебно-методическое пособие [Текст] / сост. М. А. Субботин. – Красноярск: Сиб федер ун-т, 2012. – 9 с |
| Иностранным языкам пособие для учителя удк 372. 8+80 Пособие для учителя. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Аркти, 2003. — 192 с. (Метод, биб-ка) | | Методическое пособие для подготовки курсовых работ по дисциплине «Управления качеством» Методическое пособие предназначено для студентов технологического факультета очной и заочной формы обучения |
| Программно-методическое обеспечение курса Львова С. И. Сборник диктантов с языковым анализом текста. 8-9 кл.: Пособие для учителя. – М.: Мнемозина, 2003. – 144 с | | Лабораторная работа эффект Мёссбауэра Зеленодольск 2007 Печатается по решению учебно-методической комиссии Зеленодольского филиала кгу удк 537. 635; 537. 611. 43 Методическое пособие к лабораторным работам по атомной и ядерной физике «Эффект Мёссбауэра» Методическое пособие предназначено для студентов третьего курса физико-математического факультета Зеленодольского филиала кгу, специализирующихся... |
| Методическое пособие по курсовой работе Методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Искусствоведение» (031500. 62), руководителей курсовых... | | Методическое пособие по курсовой работе Методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Искусствоведение» (031500. 62), руководителей курсовых... |