Сторінка
3

Розробка схем простих демонстраційних експериментів для шкільного курсу оптики

Залежно від того, ким здійснюється навчальний експеримент - вчителем або учнем, його прийнято розділяти на демонстраційний і лабораторний. У свою чергу, існують два види лабораторного експерименту: фронтальні лабораторні роботи й роботи фізичного практикуму. До лабораторного експерименту умовно можна віднести й домашні фізичні досліди учнів.

Фізичний експеримент у школі застосовується в наступних видах:

- демонстраційний дослід, який проводить вчитель;

- фронтальні лабораторні роботи, які виконуються учнями в процесі вивчення програмного матеріалу;

- роботи фізичного практикуму, які виконуються учнями в завершення попередніх розділів курсу фізики або наприкінці всього шкільного курсу фізики;

- експериментальне завдання;

- позакласні фізичні досліди і домашня експериментальна робота.

У всіх посібниках вказують саме ці основні види навчального експерименту, за винятком посібника за редакцією С.Е. Каменецького, у якому відповідно до сучасних вимог і можливостей техніки вводиться в навчальний процес, доповнивши перераховані види експерименту, новий вид - фізичний експеримент із використанням комп'ютера.

Ця класифікація складалася поступово: на початку був тільки демонстраційний експеримент, потім (наприкінці XIX століття) виникла ідея фронтального фізичного експерименту, що остаточно реалізувалася у школі тільки в 50-і роки XX століття, потім, на кілька десятків років пізніше, був введений у школі фізичний практикум.

Наступна схема класифікації фізичного експерименту (рис. 1.1) відображає послідовність рівнів засвоєння експериментальних умінь і навичок.

Рисунок. 1.1 – Класифікація навчальних фізичних експериментів

Перший етап:

Формування первісних практичних умінь і навичок, демонстраційний експеримент або демонстрація. Демонстрація - це фізичний експеримент, що представляє фізичні явища, процеси, закономірності, які сприймаються зорово.

Демонстрація ілюструє теоретичні положення, які викладає на уроці вчитель, і підготовляє до самостійного проведення фронтальних лабораторних робіт. Варто врахувати, що демонстраційний експеримент не вичерпує всіх можливостей активного сприйняття учнями досліджуваних явищ, оскільки учні тільки спостерігають. Практичні вміння й навички виробляються в ході учнівського експерименту, тому демонстрацію потрібно доповнювати фізичним практикумом. Практичні вміння й навички виробляються в ході учнівського експерименту, тому демонстрації потрібно доповнювати фронтальними лабораторними роботами й фізичним практикумом. У число демонстрацій варто включати досліди (або їх фрагменти), що ілюструють явища на якісному рівні, які пізніше будуть виконуватися на фронтальних лабораторних роботах з кількісною оцінкою.

Другий етап:

Фронтальні лабораторні роботи - вид практичних робіт, що виконуються у процесі досліджуваного програмного матеріалу, коли всі учні класу одночасно виконують однотипний експеримент, використовуючи однакове обладнання. Ці роботи, відносно невеликі за часом, як правило займають лише частину уроку або один урок. Учні починають їх виконувати вже на першому році вивчення базового курсу фізики в основній школі.

На фронтальних лабораторних роботах переборюється розрив теорії із практикою, простежується очевидний зв'язок науки й техніки; удосконалюються, розвиваються й заглиблюються первісні подання, формуються поняття як основний елемент наукових знань; розвивається інтерес, що сприяє самостійній діяльності; виробляються особистісні якості (акуратність, організованість, наполегливість і ін.) тощо.

З іншої сторони, вони формують тільки найпростіші вміння й навички, не вирішують до кінця завдання формування в школярів узагальнених практичних умінь і навичок, так необхідних у сучасних дослідженнях. Ці завдання можна вирішити тільки при організації робіт фізичного практикуму.

Третій етап - завершальний.

Фізичний практикум – практична робота, яка виконується учнями в завершення попередніх розділів курсу (або наприкінці року), на більш складному обладнанні, з більшою часткою самостійності, чим на фронтальних лабораторних роботах. Роботи виконуються звичайно учнями старших класів. Практикум організують таким чином, що кілька бригад учнів, змінюючи одна одну за графіком, виконують по черзі 5 – 7 різних робіт.

При виконанні робіт фізичного практикуму відбувається повторення, поглиблення, розширення, узагальнення й систематизація знань по різних темах розділу або загального шкільного курсу фізики; розвиток і вдосконалення експериментальних умінь і й навичок.

Експеримент із використанням комп'ютера.

Розвиток нових інформаційних технологій дозволяє скоротити число явищ і процесів, які неможливо безпосередньо відтворити й дослідити в умовах школи. Це стало можливим завдяки використанню комп'ютерного моделювання шкільного фізичного експерименту. Він дозволяє варіювати умови того або іншого експерименту, робити розрахунки, вирішувати експериментальні завдання тощо.

Комп'ютерний експеримент може бути як демонстраційним, так і лабораторним. Але в кожному разі необхідно сполучити його з натуральним експериментом. У противному випадку застосування комп'ютерного експерименту може зробити замість позитивного негативний вплив на якість навчання фізиці.

Домашні експериментальні роботи - це найпростіший самостійний експеримент, що виконується учнями вдома або поза школою при відсутності безпосереднього керівництва з боку вчителя.

Цей вид експерименту повинен супроводжувати й доповнювати процес навчання фізиці на другому й третьому етапах засвоєння експериментальних вмінь і навичок, тому що практичні роботи цього виду вимагають оформляти звіт, фіксувати й обробляти результати проведеного експерименту.

Експериментальне завдання – це завдання, у яких експеримент служить засобом визначення деяких вихідних величин, необхідних для рішення; дає відповідь на поставлене у ній питання або є засобом перевірки зроблених відповідно до умови розрахунків.

Експериментальні завдання можна ставити на основі показаних демонстрацій, доповнювати ними завдання фронтальних лабораторних робіт і фізичного практикуму.

Використовуючи навчальний експеримент, учитель має можливість:

а) продемонструвати досліджуване явище в педагогічно трансформованому вигляді й тим самим створити базу для його вивчення;

б) проілюструвати прояв встановлених у науці закономірностей у доступному для учнів виді;

в) познайомити учнів з експериментальним методом вивчення фізичних явищ;

г) показати застосування вивчених фізичних явищ у побуті й техніці;

д) підвищити наочність викладання й тим самим зробити досліджуване явище більше доступним для учнів.

Отже, без експерименту немає й не може бути раціонального навчання фізиці. Одне словесне навчання фізиці неминуче приведе до формалізму й механічного завчання.

Місце демонстраційного експерименту в шкільному курсі фізики