Глава I. Психолого-педагогические основы демонстрационного учебного физического эксперимента…………………………………………—

метки: Демонстрационный, Физик, Учащаяся, Эксперимент, Ученик, Явление, Демонстрация, Основной

Содержание

Введение……………………………………………………………..—

Глава II. Методические основы использования нового комплекта оборудования по молекулярной физике и термодинамике……….—

Заключение………………………………………………………….—

Введение

«Человек должен понимать не только то, как

устроен мир, но и то, как добываются

знания о нем».

Физика занимает одно из важных мест среди дисциплин в школе. Как учебный предмет она создает у учащихся представление о научной картине мира.

В физике, наверное, как ни в какой другой науке, огромное значение имеет демонстрационный эксперимент, и он является неотъемлемой частью урока.

Применение демонстрационного эксперимента очень помогает учителям и ученикам в обучении. Перечислим основные достоинства уроков с применением демонстрационного эксперимента перед обычными методами проведения урока.

Во-первых, наглядность: эксперимент – опора на уроках физики при объяснении нового материала. Позволяет проиллюстрировать установленные в науке законы и закономерности в доступном для учеников виде и сделать их содержание понятным для учеников. Согласитесь, тяжело изучать какой-либо механизм при этом не знать, как он выглядит, как работает, какие основные части у него внутри и т.п. Ведь известно, что большинство людей запоминает 5% услышанного и 20% увиденного. Ученики должны ясно понимать: «Что? Как? Почему?». И в этом им очень помогает эксперимент. Стоит отметить тот факт, что очень важно, чтобы не только учитель показывал опыты, но и сами ученики делали их «своими руками».

Формирующий эксперимент как основной метод педагогической психологии

... исследования - формирующий эксперимент. Предмет исследования - формирующий эксперимент как основной метод педагогической психологии. Цель работы - исследовать особенности формирующего эксперимента как основного метода ... и одновременно конструирует, создает новые психологические особенности испытуемых. Поэтому формирующие и обучающие эксперименты входят в особую категорию методов психологического ...

Во-вторых, эксперимент позволяет показывать применение физических явлений, которые изучаются, в технике, технологиях и быту. Позволяет доказать различные явления, законы, следствия и т.п. в физике. Ученики должны понимать, это не просто «набор букв, взятых с неба», а это закон, который выполняется в данном каком-то опыте.

В-третьих, ученик лучше усваивает материал. Знания, полученные путем демонстрации, дольше остаются в голове ученика. Ученику легче вспомнить эксперимент, так как он сам видел и наблюдал явление.

В-четвертых, на основе демонстрационного эксперимента учитель организует усвоение теоритического материала, путем постановки и решения проблемных вопросов, проведения беседы, используя помимо опытов, иллюстрации. Также эксперимент позволяет усилить интерес учеников к изучению физики.

Это далеко не все достоинства проведения урока с применением демонстрационного эксперимента. Конечно, существуют и минусы, но их не так много. Попробуем перечислить основные.

На первый план стоит поставить наличие демонстрационного оборудования. Нет оборудования, значит, нет демонстрации. Оборудование дорогое и требует больших финансовых затрат.

Также одним из минусов является, неумение учителя правильно использовать оборудование или неумение грамотно показать демонстрации. Некоторые опыты могут не получиться, а значит, время будут потрачено зря. Установка должна быть максимально надежной, а техника демонстрирования отработанной.

Итак, исходя из всего вышесказанного, можно сформулировать проблему: «Как правильно применять демонстрационный эксперимент по молекулярной физике и термодинамике для проведения уроков»?

Отсюда можно сформулировать цель: «Проделать ряд демонстраций по термодинамике и молекулярной физике на новом комплекте оборудования, повысить технику демонстрирования и предварительно, обработав результаты, сделать краткий анализ о применении их на уроках физики. А также расширить возможности комплекта».

Из цели выводятся следующие задачи:

1. Изучить основные положения и законы в разделе «Молекулярная физика и термодинамика»;
2. Подобрать основные демонстрации по данной теме;
3. Выполнить подобранные демонстрации на новом комплекте оборудования;
4. Оформить результаты демонстрации и выполнить их анализ;
5. Расширить возможности комплекта;

При написании дипломной работы использовались следующие методы:

Педагогические условия организации исследовательской деятельности ...

... ознакомление родителей с содержательной стороной модели развития исследовательских умений учащихся основной школы и особенностями диагностических операций. 2. Проведение классного часа для ... учащихся 7 класса по теме: «Модель развития исследовательских умений учащихся основной школы ». 3. Диагностирование учащихся 7 класса (структура способностей, особенности ...

• Анализ учебной и научно-методической литературы;
• Изучение описаний комплекта, изучение устройства и принципа работы приборов, рекомендуемых в описании демонстрации;
• Постановка опытов в соответствии с требованиями содержания курса, техники и методики демонстрирования;
• Изучение литературы по методике и технике проведения демонстрационного эксперимента;
• Оформление результатов.

Практическая значимость дипломной работы заключается в последующей возможности использования нового школьного комплекта оборудования по молекулярной физике и термодинамике, со всеми устраненными недостатками.

Глава I. Психолого-педагогические основы демонстрационного учебного физического эксперимента

В данной главе рассматриваются психологические особенности учащихся 7-9 и 10-11 классов соответственно. Их отношение к учебному предмету «физика» и демонстрационному эксперименту в целом, основные проблемы и трудности в изучении, а также возможные пути их решения.

Также в главе рассматриваются основные особенности демонстрационного учебного физического эксперимента. Требования, достоинства, место, психологические основы, виды демонстрационного эксперимента и т.п.

В этом разделе можно познакомиться с кратким описанием возрастных психологических особенностей юношей и девушек – учащихся.

В 7-9 классах, ведущим видом деятельности является интимно-личностное общение. Оно пронизывает всю жизнь подростков, накладывая отпечаток и на учение, и на учебные занятия, и на отношения с родителями. Если потребность в полноценном общении со значимыми взрослыми и сверстниками не удовлетворяется, у детей появляются тяжелые переживания.

В этих классах продолжается интеллектуализация познавательных процессов: внимания, памяти, воображения, мышления, речи.

В 7 классе происходит становление теоретического рефлексивного мышления на основе развития формально-логических операций. Подросток, абстрагируясь от конкретного, наглядного материала, рассуждает в чисто словесном плане. У семиклассника активное развитие получают чтение, монологическая и письменная речь. Письменная речь улучшается в направлении от способности к письменному изложению, до самостоятельного сочинения на заданную произвольную тему.

У восьмиклассника становление теоретического рефлексивного мышления тесно связано с развитием воображения, что дает импульс к творчеству: подростки начинают писать стихи, серьезно заниматься разными видами конструирования и т. п. Существует и вторая линия развития воображения: потребности, чувства, переполняющие подростка, выплескиваются в воображаемой ситуации. Неудовлетворенные в реальной жизни желания легко исполняются в мире фантазий: замкнутый подросток, которому трудно общаться со сверстниками, становится героем, и ему рукоплещет толпа. Игра воображения не только доставляет удовольствие, но и приносит успокоение. В своих фантазиях подросток лучше осознает собственные влечения и эмоции, впервые начинает представлять свой будущий жизненный путь.

При переходе из 8-го в 9-тый класс у учащихся наблюдается скачок в овладении такими операциями, как классификация, аналогия, обобщение и др. устойчиво проявляется рефлексивный характер мышления: дети анализируют операции, которые они производят, способы решения задач. Эти умения развиваются в процессе школьного обучения, при овладении знаковыми системами, принятыми в математике, физике и химии.

В 7-ом классе дети все меньше общаются со взрослыми и все больше общаются со сверстниками. Круг общения подростка со сверстниками не ограничивается близкими друзьями, напротив он становится гораздо шире, чем в предыдущих возрастах. В 7-9 классах детей так тянет друг к другу, их общение настолько интенсивно, что говорят о типично подростковой «реакции группирования». Подросток может входить одновременно в несколько групп, допустим, в одну из групп класса, в компанию своего или соседнего двора и группу, сложившуюся на занятиях в спорткомплексе. Иногда значительное влияние на личность оказывают подростковые группы, образующиеся в летних лагерях. То, что получает от группы подросток и что он может дать ей, зависит от уровня развития группы, в которую он входит.

Главная мотивационная линия 7-9-х классов связана с активным стремлением к личностному самосовершенствованию. Подростки продолжают систематически заниматься самовоспитанием. Они задумываются над возможностями интеллектуального и личностного общения, самосовершенствования и предпринимают для этой цели сознательные, целенаправленные усилия. Типичной целью девятиклассника является волевое и физическое самосовершенствование, а задачами – улучшение волевых качеств личности, таких, как уверенность в себе и др., через применение специальных средств и упражнений, физическое развитие.

 Общение со сверстниками носит информационный характер. Подросток обращает внимание на «Что? Где? Когда?», а не «Почему?» и «Зачем?». Подростковая дружба – сложное, часто противоречивое явление. Подросток стремится иметь близкого, верного друга и лихорадочно меняет друзей. Он ищет в друге сходства, понимания и принятия своих собственных переживаний и установок. Личностная нестабильность порождает противоречивые желания и поступки: подростки стремятся во всем походить на сверстников и пытаются выделиться в группе, хотят заслужить уважение и бравируют недостатками, требуют верности и меняют друзей.

        Общение с взрослыми. Подросток ждет от взрослых сотрудничества. Он ждет общение, включенное в деятельность, где бы он чувствовал себя на равных с взрослыми. Он не терпит приказов и указаний. Принимает советы только от референтных, то есть значимых для него взрослых. Если появляется смысловой барьер, это – конфликт. Инициатива разрешения конфликтной ситуации чаще принадлежит взрослому, потому что он ответственен за то, что происходит с подростком.

В 14 лет начинается переходный период между подростковым и юношеским возрастом. В 9-том классе решается вопрос о дальнейшей жизни: что делать – продолжить обучение в школе, пойти в училище или работать? По существу от старшего подростка общество требует профессионального самоопределения, хотя и первоначального. При этом он должен разобраться в собственных способностях и склонностях, иметь представление о будущей профессии и о конкретных способах достижения профессионального мастерства в избранной области. Это сама по себе сложная задача. Еще более она усложняется в наше время – переломный исторический период. Девятиклассникам не вполне ясно, что их ждет впереди, и это неопределенное будущее вызывает у них опасения, страхи и повышенный уровень тревожности.

В 14 лет (переходный период к ранней юности) у подростка притупляется острота восприятия сверстников. Больший интерес начинают вызывать взрослые, чей опыт, знания помогают ориентироваться в вопросах, связанных с будущей жизнью. [1]

В 10-11 классе развитию интеллекта характерны следующие особенности:

1. Значительное развитие теоретической мысли;

Самостоятельность и активность мыслительной деятельности.  Критичность: старшеклассники чаще и настойчивее задают вопрос «почему?» и высказывают сомнения в достаточности и обоснованности предлагаемых объяснений.

2. Совершенствование практического мышления; 

Развитым можно считать такое практическое мышление, которое обладает следующими свойствами: предприимчивость, экономность, расчетливость, умение оперативно решать поставленные задачи. 

Человек должен быть всегда готов отыскать решение возникшей проблемы, выход можно найти из любой ситуации.

 Экономность. Обладая ею, человек в состоянии найти такой способ действий, который с наименьшими затратами и издержками приведет к нужному результату.

 Расчетливость проявляется в умении заглядывать далеко вперед, предвидеть последствия тех или иных решений и действий, точно определять их результат и оценивать, чего он может стоить.

Умение оперативно решать поставленные задачи проявляется в количестве времени, которое проходит с момента возникновения задачи до практического решения. Характеризует динамичность практического интеллекта.

Многочисленными психологическими исследованиями было установлено, что юношам и девушкам, занимавшимся в школе развитием только теоретического интеллекта, во время обучения в ВУЗе приходится все усилия направлять на развитие практического интеллекта, без которого невозможны ни профессиональное обучение, ни профессиональная деятельность. Отсутствие навыков решать проблемы быстро и эффективно, неумение предвидеть возможный результат, всегда негативно сказывается на успеваемости таких студентов, а в последующем и на их профессиональной карьере.

В 10-том классе осуществляется переход от интимно-личностного общения к профессиональному самоопределению. В ранней юности общение развивается по двум линиям.

В общении с близкими взрослыми появляется заинтересованность в опыте и знаниях старших, их оценках и рекомендациях. Это имеет значение для решения вопросов профессионального самоопределения. Близкий взрослый при этом выступает как наставник, учитель в той или иной сфере, носитель соответствующего идеала.

Развитие общения десятиклассника с близкими сверстниками не менее значимо для становления жизненного мира и для будущей жизни. Оно обычно определяет будущие отношения и в собственной семье, и с друзьями, и в производственных и неформальных группах.

В 11 классе ребята сосредотачиваются на профессиональном самоопределении. В основе отношения старшеклассника к профессии лежит:

• не свой собственный, а чужой опыт – сведения, полученные от родителей, друзей, знакомых, из телепередач и т. д.;
• оценка своих возможностей – уровня учебной подготовки, здоровья, материальных условий семьи, способностей и склонностей.

Самоопределение осуществляется на основе учебно-профессиональной деятельности. В основе личностного и профессионального самоопределения старшеклассника лежит направленность его отношений с окружающими – это наличие или отсутствие:

• привязанностей к близким взрослым;
• отношения глубокой преданной дружбы с кем-либо из сверстников;
• чувства общности с группами сверстников.

Так, у старшеклассника с эгоистической направленностью при выборе профессии решающими факторами могут оказаться престижность будущей профессии, возможность продвижения по карьерной лестнице, материальные условия и т. п. В отношениях со сверстниками и близкими взрослыми также преобладают мотивы самоутверждения, доминирования и престижа, что приводит к отсутствию привязанностей с близкими взрослыми, трудностям в дружбе со сверстниками и т.п. Это касается как дружбы, так и романтических отношений, в которых мотив победы обычно более важен, чем духовная близость.

Старшеклассники, в связи с профессиональным самоопределением, рассматривают учебу как необходимую базу, предпосылку будущей профессиональной деятельности. Их интересуют главным образом те предметы, которые им будут нужны в дальнейшем. Отсюда и недостаточное внимание к «ненужным» учебным дисциплинам, часто гуманитарным, и отказ от того подчеркнуто пренебрежительного отношения к отметкам, которое было принято среди подростков.

Примерно в 15 лет после поисков себя, личностной нестабильности у юношей и девушек формируется «Я-концепция» – система внутренне согласованных представлений о себе, образов «Я». Они разнообразны и отражают все богатство жизни старшего подростка. Десятиклассник может описать собственный Образ «Я», если ему задать вопрос: «Расскажи о себе. Кто ты?» Структура «Я-концепции»:

Реальное «Я» — представление о собственной внешней привлекательности, представления о своем уме, способностях в разных областях, о силе характера, общительности, доброте и других качествах.

• Познавательное «Я» — познание себя, своих различных качеств;
• Оценочное «Я» — старшекласснику важно не только знать, какой он есть на самом деле, но и насколько значимы его индивидуальные особенности. Оценка своих качеств зависит от системы ценностей, сложившейся главным образом благодаря влиянию семьи и сверстников;
• Поведенческое «Я» — представлениям о себе должен соответствовать определенный стиль поведения.

Идеальное «Я» – мечты, образы, которые старшеклассник желает достичь. Только когда идеальный образ представляется достижимым, он побуждает к самовоспитанию. При высоком уровне притязаний и недостаточном осознании своих возможностей идеальное «Я» может слишком отличаться от реального. Тогда разрыв между идеальным образом и действительным положением приводит юношей и девушек к неуверенности в себе, что внешне может выражаться в обидчивости, упрямстве, агрессивности.

Центральным новообразованием ранней юности становится как профессиональное, так и личностное самоопределение. Это новая внутренняя позиция, включающая осознание себя как члена общества, принятие своего места в нем. Самоопределению старшеклассника характерно:

• Новое восприятие времени – соотнесение прошлого и будущего, восприятие настоящего с точки зрения будущего. Устремленность в будущее только тогда благотворно влияет на формирование личности, когда есть удовлетворенность настоящим.
• Колебания в уровнях самооценки и тревожности. В 11-м, выпускном классе ситуация жизненного выбора становится более напряженной. У десятиклассников самооценка более оптимистична, устойчива и высока. В связи с изменением в самооценке в 11-м классе повышается тревожность.
•  Общая стабилизация личности. Старшеклассники в большей степени принимают себя, чем подростки, их самоуважение в целом выше. Интенсивно развивается саморегуляция, повышается контроль за своим поведением, проявлением эмоций. Настроение в ранней юности становится более устойчивым и осознанным.
• Развитие нравственной устойчивости личности. Знания об окружающем мире и нормах морали объединяются в сознании в единую картину. Благодаря этому нравственная саморегуляция становится более полной и осмысленной.
• Выработка мировоззрения – системы ясных, устойчивых убеждений.

Общение со сверстниками остается интимно-личностным, исповедальным. Старшеклассник так же, как и в подростковом возрасте, приобщает другого к своему внутреннему миру – к своим чувствам, мыслям, интересам, увлечениям. С лучшим другом (подругой) обсуждаются случаи наибольших разочарований, переживаемых в настоящее время, отношения со сверстниками – представителями противоположного пола. Содержание такого общения – реальная жизнь, а не жизненные перспективы; передаваемая другу информация достаточно секретна. Повышаются требования к дружбе, усложняются ее критерии. Но сами старшеклассники считают настоящую дружбу редкой.

Уже в переходный от подросткового к юношескому возрасту период возникает особый интерес к общению с взрослыми. В старших классах эта тенденция усиливается. При благоприятном стиле отношений в семье после подросткового возраста – этапа эмансипации от взрослых – обычно восстанавливаются эмоциональные контакты с родителями. Причем на более высоком, сознательном уровне. Однако к доверительному общению с взрослыми старшеклассник прибегает в основном в проблемных ситуациях, когда он сам затрудняется принять решение, связанное с его планами на будущее. Наибольшее количество времени посвящено общению с друзьями.[1]

Условимся понимать под термином «школьный физический экс­перимент» всю ту сумму работ экспериментального характера по физике, которые приходится проделывать преподавателю и учащимся, как при прохождении обязательного курса, так и при занятиях внеклассного типа. Школьный физический эксперимент может быть разделён на несколько основных и различных между собой вида: демонстрационные эксперименты, или демонстрационные опыты, лабораторные опыты, или занятия. А также внеклассные занятия по подготовке учащи­мися демонстрационного эксперимента для проведения его учи­телем в классе, по подготовке и проведению опытов в кружках, по изготовлению приборов и техническому моделированию.

Все эти виды занятий служат единой цели изучения зако­нов физики и их приложений в быту и в технике, а также проявлений этих законов в природе. В результате такого изучения, помимо общеобразовательного значения, в известной мере достигается развитие мышления учащихся, и, кроме того, они получают ряд важнейших навыков политехнического характера.

Указанные виды школьного эксперимента весьма резко раз­личаются между собой по своему характеру и преследуют помимо общей, ещё свои специальные цели.

Демонстрационный эксперимент имеет сво­ей непосредственной целью воспроизведение того или иного физического явления, а также ознакомление учащихся со способами его получения. Роль и значение демонстрационного экспе­римента описано ниже. Характерно, что при демонстрациях, проводи­мых на уроках преподавателем, учащиеся являются только наб­людателями, и, следовательно, они остаются пассивными, в том смысле, что они не принимают участия ни в подготовке опыта, ни тем более в его проведении. Восприятие учащимися явления при демонстрациях происходит главным образом при посред­стве только одного из чувств, именно — зрения и много реже слуха (акустика); все же остальные чувства (мышечное ощу­щение, осязание, ощущение теплоты) не участвуют в этом восприя­тии, хотя в некоторых случаях именно эти-то ощущения и имеют решающее значение при формировании понятий. Естественно, что учащиеся при наблюдении демонстраций никаких навыков не получают. Таким образом, демонстрационный эксперимент, яв­ляясь одним из действенных средств обучения физике, не может один решить всех задач, стоящих перед её преподаванием.

При лабораторных занятиях учащиеся явля­ются непосредственными, или активными, участниками во всём процессе эксперимента от начала до конца, т. е. своими собствен­ными руками в известной мере подготавливают опыт или измере­ние и самостоятельно воспроизводят их. Восприятия при лабора­торных работах являются основанными на большем и более раз­ностороннем числе «чувственных» впечатлений и оказываются более глубокими и полными по сравнению с восприятиями при наб­людении демонстрационного эксперимента. Поэтому, как это, бе­зусловно доказано школьной практикой, при формировании не­которых, в особенности сложных, понятий лабораторные работы играют решающую роль. Кроме того, в результате лабораторных работ учащиеся получают развитие не только своего «ума», но и своих «рук», приобретая навыки по применению приборов для воспроизведения физических явле­ний и для измерения физических величин. Однако по ряду при­чин, в том числе в целях экономии времени, при лабораторных занятиях учащиеся используют заранее подготовленную препо­давателем аппаратуру и проводят работы по определённому за­данному плану. Таким образом, при лабораторных занятиях обыч­ного типа возможности для проявления, а тем более развития ини­циативы и конструктивных способностей учащихся крайне ограничены.

В отличие от лабораторных занятий классного типа работы по эксперименту в кружках, будь то конструиро­вание и изготовление приборов, подготовка опытов для демонст­раций в классе или техническое моделирование, не только воору­жают учащихся соответствующими знаниями и техническими навыками, но, главное, удовлетворяют особой цели, именно—широ­кому выявлению и развитию инициативы и конструктивных спо­собностей. Все эти три вида занятий требуют различной методи­ки и техники для своего проведения. [6]

Мы остановимся подробнее на демонстрационном эксперименте.

Как добываются научные знания о мире? Этот вопрос занимает философию с начала ее зарождения. Для теории и методики обучения физике он актуален и сегодня.

В «Основах методики преподавания физики» считаем, что в «физической науке эксперимент является источником знания». Это значит, что методическая наука считает: подлинный источник знаний для учащихся заключается в природных вещах и явлениях, непосредственно ощущаемых и воспринимаемых обучаемыми; результаты обучения физике зависят от полноты ощущений, восприятий и представлений.

Разрабатывая вопросы дидактики, прогрессивные педагоги с неизбежностью приходили к материалистическому пониманию процесса обучения. Я.А.Коменский, К.Д.Ушинский, М.В.Ломоносов и др. считали, что начальная фаза обучения должна основываться на чувственном познании, а потому одним из ведущих принципов классической дидактики, ее «золотым правилом» является принцип наглядности.

Идеи такого хода обучения, пронизывают педагогические сочинения К.Д.Ушинского: «…ход учения, от конкретного к отвлеченному, от представлений к мысли, так естественен и основывается на таких ясных психических законах, что отвергать его необходимость может только тот, кто вообще отвергает необходимость сообразовываться в обучении с требованиями человеческой природы и детской особенности».

В классической педагогике отношения к роли наглядности в обучении однозначно: наглядность в обучении способствует тому, что у школьников благодаря восприятию предметов и процессов окружающего мира формируются представления, правильно отображающие объективную действительность, и вместе с тем воспринимаемые явления анализируются и обобщаются в связи с учебными задачами. Использование наглядных средств направлено не только на создание у учащихся образных представлений, но и для формирования понятий, развития отвлеченного мышления.

В методике преподавания физики со времен М.В.Ломоносова наглядность в процессе обучения обеспечивается, в первую очередь, демонстрацией физических опытов.

Демонстрация физических опытов вызывает у учащихся такие психические процессы, как ощущение, восприятие, представление, обобщение, воображение. Учет психических закономерностей развития детей обеспечивает надежность процесса обучения.

Исходный пункт познания – наблюдения и эксперимент. Они обеспечивают чувственное познание в форме ощущений, восприятий и представлений. [2]

Ощущения отражают отдельные свойства, качества предмета, непосредственно воздействующего на органы чувств.

Восприятие – целостный чувственный образ предмета, формируемый мозгом из ощущений.

Представление – образ, сохраняемый и воспроизводимый в сознании в чувственно-конкретных понятиях без непосредственного воздействия предмета на органы чувств. В отличии от восприятия представление содержит черты обобщения.

В науке, чтобы понять сущность явлений, которые по разным причинам нельзя наблюдать непосредственно, ученые строят воображаемую модель этого явления. Так, например, при изучении свойств газов была построена воображаемая модель идеального газа; при изучении атома – модель атома и т.д.

При обучении физике развитое воображение учащихся позволяет им, используя впечатления от ранее наблюдаемых демонстрационных опытов, представить себе такое явление или такой предмет, который учитель не может показать на демонстрационном столе.

Современная психология рассматривает образное мышление как один из уровней мысленной переработки и преобразования информации в любом возрасте. Экспериментальные психологические исследования убедительно свидетельствуют о влиянии образов на продуктивность мышления не только у детей и не только в художественном творчестве, но и в других видах деятельности, и особенно в научном и техническом творчестве. А потому развитие образной стороны мышления – важная составная часть формирования интеллекта учащихся. [3]

Физика – одна из основополагающих, интересных и занимательных наук в мире. Только задумайтесь, как бы мы жили без света, электричества, интернета, телевидения и т.п. Все, что нас окружает, связано с физикой. Но как бы не была важна и интересна физика, все-равно найдутся такие люди, кто специфически отнесется к данному предмету.

Но мы поговорим только об определенной категории людей – учащихся. Ни для кого не секрет, что школьники по-разному относятся к данному предмету, кому-то физика интересна, и они связывают с ней свою дальнейшую жизнь, а кому-то она не интересна вовсе. Поэтому было решено сделать некое исследование отношения учащихся к физике.

Исследование проводилось в форме анкетирования, где предполагалось дать развернутые ответы по предложенным вопросам и беседы с некоторыми учениками. Тема моего диплома связана с демонстрационным экспериментом, поэтому в анкету основная часть вопросов была связана непосредственно с ним.

Анкета состоит из 9 вопросов, которые предполагают вопросы с выбором ответа или развернутым ответом. Анкетирование проводилось в 10 – 11 классах следующих школ: ВТЛ (Вятский технический лицей), школа №26, школа №2, школа Грина.

Анализ анкетирования:

Твое отношение к учебному предмету «физика». Какое место занимает предмет среди других наук?

Большинство учащихся положительно относятся к данному предмету. Он им интересен, нравится, и считают его одним из самых важных предметов, но не все хотят связать с ней свою дальнейшую жизнь. Не так много людей, кто относится к предмету нейтрально.

Но как бы учащиеся не считали физику важной и интересной наукой, далеко не все ставят ее на первое место. Учащиеся профильных классов дружно ставят предмет на первое место. И лишь небольшая часть общеобразовательных классов ставит ее на первое место.

В процентном соотношении примерно такой расклад:

1-2 место ≈ 60 %; 3-5 место ≈ 25 %; 6-8 ≈ 15%;

Результаты отношений могут сильно варьироваться в зависимости от того, какой класс исследуется. Здесь приведены примерное среднестатистические значения как профильных, так и общеобразовательных классов.

Какие виды учебных знаний по физике наиболее увлекательны для тебя? Чем привлекателен каждый из названных видов занятий.

Абсолютное большинство выбирает демонстрационные опыты. Перечислим основные ответы учащихся на второй вопрос: «Наглядное изучение материала», «Наглядное представление физических явлений», «Интересно посмотреть и узнать новое», «Опыты и эксперименты всегда интересны и увлекательны», «Демонстрационные опыты показывают физику с разных сторон, глубину этого предмета», «Опыты + экспериментальные задачи привлекательны тем, что в данном случае физика изучается на бытовом уровне, что полезно для меня» и мн.др. Примечательно то, что даже те учащиеся, у кого нейтральное отношение к физике, все-равно любят опыты.

Также учащиеся выбирают решение задач, как обычных, так и экспериментальных. По их мнению, это способствует более серьезной подготовке к ЕГЭ, так они натренировывают себя в решении. А иногда это просто интересно и увлекательно. «Задачи помогают понять изученный материал».

Физические практикумы также интересны ученикам. Кому-то нравится, что-то конструировать, кому-то делать опыты самому, а кому-то просто с пользой провести время.

Изучение теорий не совсем интересно для учеников, так как они считают ее нудной и неинтересной из-за этого она не всегда понятна. Но есть ученики, кому она симпатизирует, потому что благодаря е й они узнают много нового для себя. Один ученик точно сказал про теоритический материал: «Мы узнаем то, что во многих случаях не можем увидеть».

Какое место в изучении физики для тебя занимают демонстрационные опыты? Почему?

Практически у всех учеников демонстрационные опыты стоят на первом месте. Вот некоторые ответы на данный вопрос: «Опыты занимают первое место, так как в них по моему мнению наиболее наглядно можно понять физику. Опыты я воспринимаю лучше, чем обычную теорию», «Интересно посмотреть как на практике подтверждается теория», «Важное место так как они интересны, познавательны и увлекательны», «Они завораживают», «Без опытов физика невозможна. Опыты помогают усвоить материал в легкой, запоминающейся форме» и мн. др.

Судя по таким ответам можно сделать вывод, что демонстрационные опыты неотъемлемая часть в обучении физики. Они наиболее интересны ученикам. С помощью опытов ученики лучше и качественнее усваивают материал.

Какое место в изучении физики для тебя занимает лабораторный эксперимент? Почему?

В этом компоненте урока мнения разделились. Кто-то считает это нужным, кто-то просто нейтрально относится к лабораторным занятиям. В основном лабораторному эксперименту отводят второстепенное значение, ставя на первое место демонстрационные опыты или решение задач. Посмотрим основные ответы учащихся: «Лабораторный эксперимент – второстепенное место, т.к. он не выявляет уровень знаний, как таковой», «Самостоятельно можно проверить теорию», «Проверка своих знаний на практике», «Одно из основных – возможность попробовать провести опыт самим», «Лабораторный эксперимент делаем очень редко, но если делаем то очень интересно», «У нас его просто нет» и мн. др.

Как видно мнения разные, некоторые ученики считают, что у них вообще нет лабораторных занятий как таковых, а некоторые отводят лабораторным особое место, считая его неотъемлемой частью физического образования.

Какие трудности испытываешь ты при лабораторном эксперименте?

Чаще всего ученики испытывают сложности в установке оборудования. Не понимают, как правильно сделать эксперимент, как правильно расставить оборудование. Часто путаются в вычислениях, из-за чего частенько не сходятся данные. Также испытывают трудности при общем выводе. У некоторых учеников вообще нет трудностей, так как они считают достаточным, объяснения работы в учебниках, либо из-за того, что у них просто нет лабораторного эксперимента.

Как ты относишься к решению задач? Испытываешь ли трудности при решении задач, и в чем они выражаются?

Тут как и везде мнения разделяются. Одним интересно, другим не очень. Есть ученики, кому нравится только тогда, если они понимают тему и сами спокойно сидят, решают. Но если тема им непонятна, они бездейственны. Почему они не понимают тему, с какими трудностями они сталкиваются?

Основные затруднения, при попытке решения задачи обучающиеся  испытывают уже на этапе ознакомления с условием задачи. Так же испытывают затруднения в поиске ответа на вопрос: «с чего начать решение задачи?» Многие не могут правильно выполнить рисунок, схему, для пояснения задачной ситуации.  А так же допускают неточности при перекодировке формул с учетом введенных обозначений. Как же поступает ученик, перед которым новая задача? Часто он пытается изобрести свою, понятную для него формулу, которая вместила бы неизвестную величину. или занимается подгонкой под ответ. Или  проще успокаивает себя мыслью, что такие задачи просто не решали. Часто трудности возникают в незнании материала, незнании формулы, незнании, как правильно сделать рисунок.

В каких учебных ситуациях ты используешь при обучении физики учебник?

В мире высоких технологий учебник постепенно уходит на второй план. Люди все чаще начинают пользоваться электронными книгами, планшетными компьютерами и т.п. и поэтому с каждым годом учебниками пользуются все меньше и меньше. Кто-то вообще не пользуется учебниками, потому что весь фактически материал содержится в конспекте тетради или компьютера. Кто-то по старинке читает его, а кто-то использует его только при лабораторных занятиях или при решении задач.

Исходя из всего проделанного исследования можно сделать общий вывод: «Физика, как занимала, так и занимает одно из ведущих мест среди всех наук. Очень многие ученики связывают с ней свои надежды и жизнь. Демонстрационный эксперимент является самым интересным и увлекательным учебным знанием по мнению учеников».

В этом разделе рассматривается демонстрационный эксперимент непосредственно в школе. Его место, основные требования, достоинства, виды и т.п.

Демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. Объясняется это не только стремлением преподавателей подчеркнуть экспериментальный характер науки физики и не только желанием ознакомить учащихся с методами исследований, применяемых в познании физических явлений и закономерностей, но главным образом потому, что трудно объяснить многие явления природы, пользуясь лишь словесными описаниями. Поэтом уже первый учебник физики на русском языке знакомил учащихся с наукой о природе через систему физических опытов.

Основное внимание при разработке демонстрационных опытов на первом этапе становления демонстрационного эксперимента было сосредоточено на поиске способов показа. Со временем изменилась материальная основа этого демонстрационного опыта, изменилась глубина проникновения в сущность демонстрируемого явления, но неизменной осталась педагогическая значимость опыта.

В конце XIX века преподавание без использования учебного эксперимента получило название «меловая физика».

B советский период развития методики преподавания физики в государственном масштабе ведутся работы по совершенствованию материальной базы школьных физических кабинетов, а это, в свою очередь, послужило стимулом к более широкому использованию демонстрационного эксперимента в практике преподавания. Преподавание физики в массовой школе дало новые данные о месте и значении демонстрационного эксперимента. При изучении физики в школе обязательно возможно более полное применение эксперимента.

В системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, демонстрационный эксперимент относится к наглядным методам обучения.

По отношению к двум другим ведущим методам этой группы — словесным и практическим, демонстрационный эксперимент занимает особое место. Он никогда не используется как уединенный метод, но всегда в сочетании со словесными (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия).

Как вспомогательное средство демонстрационный эксперимент применяется в практических методах обучения.

Необходимость сочетания слова учителя с показом физических явлений и закономерностей объясняется тем, что в демонстрационном эксперименте даже показ одного из явлений природы всегда сопровождается обилием чувственно воспринимаемых деталей. Главное и второстепенное, существенное и случайное, объект наблюдения и вспомогательные детали предстают перед учеником одновременно. Требуется направляющее слово учителя, которое концентрирует внимание на главном, существенном в объекте наблюдения. Слово учителя не только руководит зрительным восприятием, но и помогает учащимся делать выводы, формулировать заключения. Наконец, слово учителя кодирует зрительные образы в понятия.

Неразрывная связь словесных и наглядных методов в преподавании физики нередко порождает споры о месте демонстрационного эксперимента в изложении изучаемого материала.

Одни считают, что демонстрацией опытов можно лишь «иллюстрировать» учебный материал, изложенный словесно, на теоретическом уровне. Другие полагают, что логическим стержнем формирования прочных знаний должно быть четкое усвоение учащимися цепочки связанных звеньев: факты → модель → следствие → эксперимент.

Сообщение учащимся знаний является важной, но не единственной задачей школы. Выбор методов обучения, характер изложения учебного материала и само содержание этого материала направлены на обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения. Поэтому два возможных способа использования демонстрационного эксперимента в процессе изучения физики – эксперимент, как иллюстрация к изложенным теоретическим положениям и эксперимент, как источник фактов, основа для выводов и обобщений оказываются неравнозначными с точки зрения задачи формирования мировоззрения учащихся.

В первом случае мы сообщаем ученикам о существовании «великой идеи», теоретического закона, которые можно применить для объяснения явлений природы. При этом у учеников складывается мнение, что законы природы выдумывают ученые, что, конечно совершенно неверно.

Второй путь — от явления к сущности. От наблюдения в окружающей природе и в демонстрационном эксперименте, к теоретическим обобщениям, а затем к практике. Где учебный эксперимент позволяет своими глазами убедиться в правомерности и теоретических обобщений, и всех следствий, которые из этой теории вытекают, этот путь характерен для материалистического понимания процесса познания. [3]

Эффективность общественного производства зависит от объема научных знаний и умения их применять. Поэтому важно не только вооружить подрастающее поколение определенной суммой знаний, но и научить их активно использовать полученные знания для решения практических задач.

Задача политехнического обучения решается в процессе преподавания многих предметов школьного учебного плана. Но наиболее благоприятные условия для политехнического обучения дает преподавание физики, являющейся научной основой всей современной техники.

Для ученика эта связь физики с техникой не является самоочевидной потому, что физика и техника описываются на разных языках: физика — языком понятий и знаков, фиксирующих абстракции, а техника — языком пространственных структур чувственно воспринимаемых образов.

Практика проверяет экспериментом умозаключения и дает факты для нового цикла процесса познания природы. Сама наука физика не дает указаний на возможные применения ее законов в технике. Требуется целенаправленный поиск применения явлений и закономерностей физики в технике. Таким образом, обучение физике является лишь фундаментом для решения задачи политехнического образования.

На уроках физики в процессе изучения физических явлений и закономерностей можно, не нарушая логики основного курса, показать ученикам принципы устройства многих технических устройств (устройство паровой турбины, двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель и мн. др.).

Если в качестве основного метода ознакомления учащихся с материалом политехнического содержания использовать демонстрационный эксперимент, который обеспечит устойчивый интерес и хорошее усвоение этого материала, то затраты учебного времени на политехническое обучение в процессе преподавания курса физики могут быть минимальными.

Легко заметить, что число демонстрационных опытов политехнического содержания, которое можно поставить на уроке, велико. Поэтому особое значение приобретают критерии отбора политехнических демонстраций, которые необходимо показать в процессе преподавания школьного курса физики.

Прежде всего, таким критерием может быть логическая связь 6 изучаемым программным материалом. Без ущерба для системы и логики построения школьного курса физики материал политехнического содержания может «вписаться» в содержание программы, в содержание урока.

Следующим руководящим признаком в отборе материала для политехнического демонстрационного эксперимента будет близость политехнического материала производственному окружению учащихся, задачам профессионального обучения. Использование политехнического материала преимущественно из производственного окружения школы позволяет учащимся незамедлительно или в скором времени увидеть в реальности и узнать технические устройства, о которых шла речь на уроках физики.

Демонстрация опытов политехнического содержания — не самоцель, а средство, позволяющее наиболее экономными и эффективными способами решать одну из важных задач образования подрастающего поколения, а поэтому простота демонстрационной установки и техники демонстрирования — важный критерий отбора демонстрационных опытов политехнического содержания.

Демонстрационный эксперимент политехнического содержания в первую очередь должен отражать принцип построения широкого круга технических устройств, основанных на использовании изученных физических явлений и законов. [3]

Демонстрационные опыты составляют большую и очень важную часть школьного физического эксперимента. Они имеют специфические дидактические задачи и методику проведения, поэтому являются предметом специального рассмотрения в методике обучения физике.

Демонстрационный эксперимент в процессе сообщения новых знаний может быть использован для показа физических явлений, формирования физических понятий, показа связей между изученными явлениями и возможных путей использования явлений и закономерностей в современной технике.

Через содержание демонстрационного эксперимента и методику демонстрирования могут решаться некоторые аспекты воспитания и развития учащихся. Особенно существенна роль демонстрационного эксперимента в развитии учащихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов, предвидеть ход течения наблюдаемого процесса и т. д. [3]

Использование эксперимента также позволяет:

• показать явления, которые изучаются, в педагогически трансформируемом виде и тем самым создать необходимую экспериментальную базу для их изучения;
• проиллюстрировать установленные в науке законы и закономерности в доступном для учеников виде и сделать их содержание понятным для учеников;
• увеличить наглядность преподавания;
• ознакомить учеников с экспериментальным методом исследования физических явлений;
• показать применение физических явлений, которые изучаются, в технике, технологиях и быту;
• усилить интерес учеников к изучению физики;
• формировать политехнические и опытно-экспериментаторские навыки; [4].

Как видно из достоинств, демонстрационный эксперимент является неотъемлемой частью учебного процесса и имеет множество достоинств.

Первое, основное и непременное требование к демонстрационным опытам – это их видимость всеми учащимися класса, где бы они ни находились. Учащиеся должны видеть все детали опыта, его различные аспекты. Для обеспечения видимости опытов демонстрационные приборы должны быть достаточно больших размеров, а если это невозможно, то следует применять специальные способы, обеспечивающие их видимость (подъемные столики, демонстрационные лестницы, экраны и другие различные приспособления).Опытный педагог, заранее обеспечив должную види­мость, всё же проверяет её, обращаясь к отдельным учащимся с предложением описать увиденное ими явление; это делается не толь­ко с тем, чтобы узнать, как оно воспринято, но для выяснения видимости явления.

Второе требование к демонстрационным опытам – это их наглядность. На первый взгляд это то же, что и видимость, но это не так. Наглядность предполагает ясную и понятную постановку демонстрируемого опыта. Это достигается тем, что в демонстрационной установке удаляются или скрываются не столь существенные детали (какие-то провода, веревки или различные приспособления необходимо «прятать», т.е. пускать сзади, сбоку приборов, использовать различные скрутки проводов и т.п., дабы не загромождать установку).

Выбирается такой вариант опыта, который будет легче всего понят учащимися. Идеалом является тот случай, когда учащиеся с первого взгляда как бы все понимают в установке, а учитель еще дополняет это «понимание» своим рассказом, указаниями, где и как сосредоточить свое внимание при наблюдении опыта.

Немалую роль играют умения учителя демонстрировать опыты, в частности его умение найти свое место у демонстрационной установки, чтобы не мешать наблюдать учащимся опыт, который он сам и показывает. Делать опыты эмоционально и выразительно, чтобы повысить интерес учащихся. Уметь делать акцент на главном, не делать ничего лишнего. Дабы не избежать непредвиденных ситуаций необходимо заранее качественно и надежно собирать установку, отработать технику демонстрирования данного опыта (проделать не один и не два раза опыт, без ошибок, с выделением главного, не затрачивая много времени на «пустое»), обеспечить видимость приборов.

Кратковременность опыта – следующее требование к демонстрационному эксперименту. Обычно это требование обосновывают тем, что в учебном процессе дорога каждая минута. Однако это не должно идти в ущерб качеству показывае­мого явления и тому времени, которое необходимо для восприятия самого явления. Таким образом, здесь речь идёт не о снижении времени демонстрации как таковой, т. е. времени наблюдения самого явления, а о необходимости сократить до минимальной величины время подготовки опыта [6]. Нужно с толком экономить время демонстраций (большое внимание и время уделять важным вещам), но при этом в показе демонстрации главное – обеспечение наглядности и видимости опыта. Опыт должен длиться столько времени, сколько нужно для показа явления.

Выразительность и эмоциональность – еще одно требование к физическому эксперименту. Опыт можно считать выразительным тогда, когда из него легко становится ясным самое существо явления или та или другая по­дробность, которая является в данное время предметом изучения. У неопытного преподавателя, не учитывающего психологиче­ские особенности учащихся и степень их развития, не­редки такие демонстрации, при которых ученики «из-за деревьев не видят леса». Демонстрируемые опыты долж­ны быть также достаточно эмо­циональны для возбуждения того чувства «удивления», впечатления «необычности». Пределом выполнения требования эмоциональности опыта является удивление и восторг учащихся, с которым они наблюдают показываемый учителем опыт. [5]. Выразительность и эмоциональность накапливается с опытом учителя, зависит от того, как он подготовлен, как начитан, как отработана его техника демонстрирования. Мало кто усомнится, что эксперимент опытного человека богаче, эмоциональнее, выразительнее, чем у начинающего. Поэтому так и необходимо повышать технику демонстрирования, заранее готовить перед уроком опыты.

Очень полезна сборка демонстрационной установки на глазах учащихся. Хотя такая подготовка демонстрации требует времени, оно не будет затрачено зря: произойдет мобилизация внимания учеников, и демонстрация опыта будет воспринята ими уже «подготовленным мозгом» — будет осознана роль каждого прибора, пространственное расположение отдельных частей установки, их взаимодействие. Однако затягивать подготовку демонстрации нельзя, так как резервы устойчивого внимания учащихся ограничены, и, если ожидание затягивается, следом за готовностью тщательно рассмотреть опыт приходит резкий спад внимания.

Демонстрационный эксперимент должен удовлетворять требованиям техники безопасности. Здоровье и благополучие детей превыше всего.

Глава II. Методические основы использования нового комплекта оборудования по молекулярной физике и термодинамике

В данной главе рассматриваются методические основы использования нового комплекта оборудования по молекулярной физике и термодинамике. Рассмотрен в подробностях сам комплект оборудования. Основные демонстрации, проводимые на этом комплекте оборудования, с подробным описанием. Его основные достоинства. Вывод о качестве и применимости комплекта.

Типовой комплект оборудования для демонстраций по физике по курсу «термодинамика ». Для работы данного комплекта необходим набор ПКЦ 3.

Состав комплекта:

• Измерительный преобразователь ИТД с датчиком давления и двумя датчиками температуры (Термометр-манометр) Работает только с прибором ПКЦ-3.
• Зажим «крокодил» — 2шт.

Указатель магнитный — 2шт.

Индикаторная бумага

Прибор для демонстрации теплопроводности металлов

Прибор для демонстрации теплового расширения металлов (бимет. пластина с креплением)

Прибор для демонстрации газовых законов

Шприц 150 мл

Шприц 2 мл

Пробирки большие (О40мм) — 2шт. + 2 пробки

Держатель пробирки двойной (40мм)

Пробирка длинная (20мм) —2шт.

ЦЗу Держатель пробирки (20мм)- 1 шт.

Пробирка короткая (20мм.) с краплением (У-образное)

Трубка прямая 8мм — 2 шт.

Трубка изогнутая 90° 8мм — 1 шт.

Стакан малый пластмассовый 100мл

Стакан большой пластмассовый 1000 мл

Цилиндр измерительный 250 мл

Колба круглодонная с отводом с креплением

Подставка угловая

Защитный экран с креплением

Кристаллизатор (чашка Петри)

Калориметр 2шт.

Свинцовые цилиндры

Полоска жести

Цилиндры равной массы (теплопередача) 2шт.

Турбинка паровая с креплением

Вертушка с иглой (конвекция)

(30) Тепло прием ник (излучение) 2 шт.

3 1. Модель броуновского движения

Матовое стекло Зшт.

Фолия ДВС

Пружинка в трубке

Трубка ПВХ 04 длина 50 см

Трубка ПВХ Об длина 50 см

Чашка для сжигания

38 Стекло предметное 2шт.

Проведение демонстраций.

ВВЕДЕНИЕ

Типовой комплект демонстрационного оборудования КДТ предназначен для проведения демонстраций по термодинамике в соответствии с действующей программой физики общеобразовательной школы (около 30 демонстраций).

Настоящие методические рекомендации охватывают оптимальный объём демонстраций по термодинамике. Рисунки, поясняющие проведение демонстраций, приведены в конце. Часть простых демонстраций (Определение плотности воды, Устройство ДВС — объяснять по прилагаемой фолии), не нуждается в пояснении. «Свойство газа занимат ь весь объем» — работа №5. Некоторые демонстрации состоят из нескольких опытов (например, 3.14 Кипение жидкости — Постоянство температуры кипения, Кипение при пониженном давлении).

Большинство демонстраций проводят’ с использованием демонстрационного стенда из комплекта КДЭ-1 или КДЗО и прибора ПКЦ-3 (в комплект КДТ не входят)

Литература

1. Кадрилеева Л.Н. Возрастные психологические особенности учащихся [электронный ресурс],http://www.go2alfaland.ru/BrowseCategories.aspx

2. Свитков Л.П. Функции эксперимента в научном и учебном познании [текст]. Журнал «Физика в школе» 1_2006.

3. Хорошавин С.А. Физический эксперимент в средней школе [Текст]. – М.: Просвещение, 1988 . – 175с.

4.Рябова Н.И. Демонстрационный эксперимент [электронный ресурс], http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/demonstratsionnyy-eksperiment

5.Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах средней школы. — М.:Просвещение,1985.-175 с.

6. Горячкин Е.Н. Методика преподавания физики в средней школе том II методика и техника физического эксперимента [текст]. – М: УЧПЕДГИЗ, 1948. – 532 с.