В работе изучено место и роль систематизации физических явлений, уделено внимание использованию в учебном процессе нестандартных лабораторных работ при изучении предмета физики. Показано, что при таком комбинированном использовании приведенные методики обучения дают максимальный результат усвоения учебного материала разных категорий.
We studied the role and place of the systematization of physical phenomena, the attention paid to education use non-standard laboratory work in studying the subject of physics. It is shown that for such combined use of the above training methods give the maximum result learning in different categories.
Изучая физику, учащиеся знакомятся с целым рядом явлений природы и их научным объяснением, у них формируется убеждение в материальности мира и в неограниченных возможностях познании человеком окружающего мира. Начальный курс физики, несмотря на свою элементарность, должен давать систематизированные знания и предусматривать первоначальное ознакомление учащихся с физическими теориями, т.е. он излагается с учетом современных представлений о молекулярно-кинетической теории строения вещества, строения атома и электронной теории вещества.
В данное время это имеет особенно важное значение, в связи с задачей дальнейшего повышения научного уровня преподавания основ наук в школе, усиления роли обучения в развитии мышления учеников в формировании у них научного мировоззрения. А.В.Усова особое внимание уделяет следующим задачам преподавания физики в средней школе [1]:
сообщение учащимся первоначальных знаний по физике (о механическом движении, молекулярных, тепловых, электрических и оптике);
ознакомление с методами пользования простейшими приборами, выполнение нестандартных лабораторных измерений, постановка опытов, анализ выводов на основе данных опытов;
самостоятельная работа с учебником и решение основных задач;
применение знаний для объяснения явлений, наблюдаемых в природе окружающей жизни;
осуществление политехнического образования учащихся и свободный выбор профессии.
Систематизация позволяет более эффективно воздействовать на учащихся, а также упорядочивает знания и вместе с тем служит источником новых знаний. Возможными объектами группировки, систематизации в курсе физики служат структурные формы материи, свойства тел «частиц», явления, процессы, виды движения, приборы, машины, установки и методы исследования. Систематизации подлежит также установление причинно-следственных связей и отношений между изучаемыми фактами, выделение основных признаков, рассмотрение конкретного объекта как части целой системы. Этой цели служит выделение основных компонентов внутренней энергии тел, знания о которых учащиеся получают в различных разделах курса физики.
Объектом систематизации могут быть также величины, характеризующие свойства тел и явлений, формулы, выражающие связь между ними. Иногда они даются в виде системы уравнений, расположенных в определенной последовательности. В работах А.В.Усова эти проблемы в той и иной степени исследованы [1, 2]. Для систематизации и обобщения знаний учащихся приводим и рекомендуем классификационные таблицы, например, уравнение кинематики, может быть представлено в виде таблицы 1.
Так как обучение физики и проходит в старших классах на заключительном уроке, например, по теме «Электрическое поле» можно предложить учащимся сравнить основные свойства электрического и гравитационного полей. Выполняя это сравнение, старшеклассникам следует заполнить таблицу (см. табл.2).
Таблица 1
|
№ |
Виды движения |
Величины, характеризующие движения и формулы, выражающие связь между величинами |
||||
|
Скорость |
ускорение |
перемещение |
координата |
перемещение-S путь-l |
||
|
1 |
Равномерное прямолиней- ное |
|
|
|
|
S=l |
|
2 |
Равноперемен-ное из состояния покоя |
|
|
|
|
|
|
3 |
Равноперемен-ное
с начальной скоростью,
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Тело брошен-ное вертикально вверх |
|
|
|
-- |
|
|
5 |
Падение тело вертикально вниз |
|
|
|
-- |
|
Такая система запоминания материала производится преднамеренно и рассчитана на долгое сохранение в памяти. Также для сравнения может использоваться вид классификации. Под классификацией понимают распределение объектов или предметов по группам на основе какого-либо существенного признака. Классификационной таблицей служит, в частности, таблица структурные формы вещества (см. табл.3). Прием классификации с помощью приведенных схем полезно использовать для систематизации и обобщения знаний учащихся с целью лучшего запоминания в курсе физики.
Таблица 2
|
№ |
Основные характеристики |
Вид поля |
|
|
Гравитационное |
Электростатическое |
||
|
1 |
Взаимодействие, между какими объектами осуществляется |
Между всеми телами (частицами) |
Между заряженными телами (частицами) |
|
2 |
Сила взаимодействия |
|
|
|
3 |
Напряженно- сило-вая характеристика поля |
|
|
|
4 |
Потенциал – энер-гетическая харак-теристика поля |
Величина, определя-емая отношением потенциальной
энер-гии тела в данной точке пространства к массе тела
|
Величина, определяемая отношением потенциала энергии заряда данной точки поля к этому заряду
|
|
5 |
Разность потен-циалов (между двумя точками) |
|
|
|
6 |
Работа |
A=mgh |
A=qEd |
|
Не зависит от формы траектории, по которой перемеща-ется тело |
Не зависит от формы траектории, по которой перемещается заряд
|
||
|
Работа, совершаемая силами тяжести при перемещении тела по замкнутому пути, равна нулю |
Работа сил электри-ческого поля при движении заряда по замкнутому контуру равна нулю |
||
|
|
|
||
Таблица 3
В связи, с проблемой воспитания памяти и развития у школьников логического мышления, творческих способностей выдвигается задача не только применения учителю приемов систематизации в процессе изложения нового материала, но и выработки у учеников умения самостоятельно систематизировать изучаемый материал, подходить к уже изученным явлениям с новой точки зрения. В частности, включать ранее полученные знания в систему новых понятий. Пример, оперировать понятиями кинематики при изучении динамики, понятиями кинематики и динамики – при изучении электростатики и электродинамики. Последнее способствует выработку гибкости мышления, что является важным условием развития творческих способностей и умению выполнять стандартные и нестандартные лабораторные работы.
Также важно обратить внимание на вопросы систематизации учебного материала в старших классах, т.е. нужно вести последовательно целенаправленную работу по обобщению знаний учащихся по таким вопросам, как свойства вещества и поля, виды движения, структурные формы вещества, типы взаимодействия энергий и ее виды, законы сохранения (массы, энергии, импульса и электрического заряда).
Чем раньше начнется процесс воспитания у учащихся интереса к научным знаниям и развитие способностей к исследовательскому труду, воспитания у учащихся интереса к научным знаниям и способностей к исследовательскому труду, тем раньше молодежь будет вступать на путь самостоятельной научной работы.
Воспитанию у учащихся интереса к научным знаниям и развитию способностей к исследовательскому труду способствуют:
повышение научного уровня преподавания предмета, усиление внимания к изучению физических теорий, для объяснения физических явлений, а также свойства тел;
ознакомление учащихся с методами, применяемыми в научных исследованиях по физике (эксперимент, анализ экспериментальных фактов и выводы из них, проверка выводов на практике);
систематическое включение элементов исследования в учебный процесс по физике, в различные виды учебной деятельности учащихся, осуществление исследовательского подхода к изучению отдельных тем и вопросов школьного курса физики.
Лабораторные работы при обучении физике имеют особое образовательное и воспитательное значение. По проведении лабораторных работ учащиеся убеждаются в объективности физических законов и получают представление о методах, применяемых в научных исследованиях по физике. Выполнение стандартных и нестандартных лабораторных работ ведет к глубокому усвоению учащимися физических законов, умений и навыков в обращении с измерительными приборами и сознательного применения знаний в жизни.
Основное место в методике преподавания физики в школе отведено приобщению учащихся к методам научного исследования, основой которого является выполнение лабораторных работ. Из результатов анализа работы [1] и обобщения практического опыта, у учащихся развиваются способности выполнения нестандартных лабораторных работ, что позволяет рекомендовать следующие пути решения этой задачи в процессе обучения физики:
проведение практических работ по сборке, изготовлению и конструированию приборов; сборка прибора из готовых деталей на уроках, например, сборка электрического звонка и электромагнитного телеграфа;
домашние задания по изготовлению приборов, изучение устройств и принципов действия физических приборов;
ознакомление учащихся с историей выдающихся изобретений и открытий, с жизнью и деятельностью выдающихся изобретателей и ученых, например, рассмотреть с жизнь и деятельность К.Э. Циолковского и создателя первого жидкостного реактивного двигателя Ф.А. Цандера;
ознакомление учащихся с работой рационализаторов и изобретателей предприятия, с которым связана школа, организация встреч с ними;
ознакомление с проблемами современной техники и перспективами ее развития;
привлечение учащихся к усовершенствованию школьных демонстрационных приборов, а также нестандартного лабораторного оборудования.
развитие у учащихся конструкторских способностей и технической установки.
Немаловажное значение имеют и фронтальные лабораторные работы, в том числе и нестандартные которые могут быть длительными, рассчитанными на целое учебное занятие и кратковременными на 10-15 мин. Например, кратковременная работа может быть по определению плотности твердого тела, градированию пружины и измерению сил динамометром, измерению напряжения на различных участках электрической цепи. Фронтальные нестандартные лабораторные работы можно выполнять в домашних условиях, например, кусок сливочного масла утром в холодном воде находится на дне сосуда, а днём когда вода становится, теплой кусок сливочного масла перемещается в верхнюю часть воды. В одном и том же объёме сосуда можно наблюдать два положения масла. Эти опыты объясняются законами Архимеда и Паскаля [3].
Занимая немного времени на уроке, такие работы значительно повышают эффективность преподавания физики. Вместе с тем, они подготавливают учащихся к проведению более сложных работ и увеличивают количество упражнений с приборами, столь необходимыми для формирования практических навыков.
При проведении фронтальных нестандартных лабораторных работ, учителя должны организовать работу учащихся группами так, что каждый ученик должен отвечать за какой-то определенный элемент работы. Например, один - за разработку плана выполнения работы, другой – за сборку установки, третий - за выполнение измерений, четвертый - за вычисления, а все вместе формулируют выводы по работе.
При выполнении нестандартных лабораторных работ учащиеся проверяют все установки приборов, необходимое их количество на столах. Затем учащиеся самостоятельно проводят опыты и измерения, результаты измерений заполняется в таблицу. По выполняемой нестандартной лабораторной работе ученики составляют отчеты в своих журналах. Все лабораторные работы, как правило, необходимо оценить. Это повышает ответственность учащихся за их выполнение.
Таким образом, организуя процесс обучения, учитель должно помнить, что на каждом уроке с прибавлением у учащихся новых знаний, формированием у них умений и навыков, он должен развивать логическое мышление и память учеников. Добиваться интереса к предмету, стремления самостоятельно приобретать и углублять знания учащихся по физике, в том числе с применением вышеуказанных систематизированных знаний и нестандартных лабораторных работ.
Литература.
Усова А.В. Методика преподавания физики. М.: Просвещение, 1990.
Усова А.В., Завьялов В.В. Воспитание учащихся в процессе обучения физике. М.: Просвещение, 1984.
Тогаев Х. Объяснение закона Архимеда и его граница применимости по пародоксу «Эффект сливочного масла»// Материалы международной научной конференции «Актуальные проблемы механики и машиностроения», 2009, том.3, Алматы.
