Учебный физический эксперимент в виде демонстрационных опытов и лабораторных работ является неотъемлемой, органической частью курса физики. Удачное сочетание теоретического материала и эксперимент дает, как показывает практика, наилучший педагогический результат.
Демонстрационные опыты проводятся в классе с 30–40 учащимися. Содержание опытов должно с полной ясностью доводится до понимания каждого из присутствующих на уроке. Это заставляет предъявлять к таким опытам своеобразные методические и технические требования, которые в основном сводятся к следующему.
Размеры приборов, их расположение и освещение должно всегда обеспечивать достаточную видимость основных частей деталей установки для всех учащихся со всех мест класса. Без этого опыт теряет свое значение, становится бесполезным и чаще всего приводит сначала к нарушению дисциплины, а затем к потере интереса.
Следует позаботиться онаглядности и выразительности опытов, чтобы каждый ученик непременно заметил демонстрируемое явление. Для этого следует собирать по возможности наиболее простые установки, в которых четко, как бы само собой, выделялись основные части. [4,c.12]
Опыты должны быть всегда убедительными, не вызывать каких-либо сомнений в их справедливости и не давать повода к неправильному толкованию. Поэтому все побочные явления, сопровождающие основное, должны быть сведены к минимуму, сделаны незаметными и не отвлекающими внимания от главного.
Каждый опыт, показываемый в классе, должны быть надежным, тщательно подготовленным, неоднократно испытанным, обеспечивающим удачу. Неудавшаяся демонстрация нарушает ход урока, всегда вызывает разочарование и даже может зародить недоверие к учителю.
Демонстрация должны производить действие не только на умственное восприятие, но и на воображение учащихся, возбуждать у них интерес, чтобы можно было по ходу урока быстро мобилизовать обще внимание класса на некоторые небольшие промежутки времени. Поэтому надо показывать опыты эмоционально.
Как правило, демонстрационные опыты должны отличаться кратковременностью, чтобы не затягивать урока. Учителю необходимо обращать внимание на темп выполнения опытов: он всегда должен соответствовать темпу восприятие учащимся демонстрируемого материала.
Каждый из показываемых опытов должен быть содержательным, хорошо и изящно оформленным.
При подготовке и проведении опытов надо стремиться к минимальной затрате средств и энергии при максимальной методической ценности эксперимента обязательно соблюдать общеизвестные, описанные в литературе, правила по технике безопасности.
Демонстрационные опыты в средней школе чаще всего подготавливает и показывает на уроке сам учитель. Однако в ряде случаев ему требуется помощник-лаборант. Там, где лаборанта нет, надо привлекать для помощи одного-двух учеников, наиболее способных к такой работе, и постепенно воспитывать из них лаборантов. Это помогает развитию учащихся и приносит пользу делу.
Вполне очевидно, что совершенствование демонстрационного эксперимента может идти по двум направлениям: 1) совершенствование учебного оборудования и 2) совершенствование методики выполнения демонстрационных опытов. Остановимся на первом из этих пунктов.
Организация демонстрационного эксперимента в школе сопряжена с немалыми трудностями: новые приборы еще не освоены промышленностью и не поступают в школу. Парк демонстрационного и лабораторного оборудования не отвечает современному состоянию развития физической науки и техники.
Таким образом, очевидна необходимость в разработке новых приборов и установок, усовершенствовании имеющихся фабричных приборов, что позволило бы на более высоком научном уровне строить учебный процесс при изучении электродинамики. [2, c367]
При разработке приборов мы придерживались требований, лежащих в основе конструирования физического учебного оборудования, эти требования мы разделили по группам: 1) методические требования; 2) педагогические требования; 3) эксплуатационные требования.
I. Методические требования.
Приборы и оборудование должны удовлетворять следующим основным методическим требованиям:
1) соответствовать содержанию и задачам обучения;
2) способствовать изучению учебного материала на современном научном уровне;
3) знакомить учащихся с приемами и методами научного познания;
4) помогать формированию основ физических теорий;
5) способствовать осуществлению связи физики с жизнью;
6) способствовать расширению политехнического кругозора учащихся;
7) позволять ставить и решать экспериментальные задачи исследовательского конструкторского характера;
8) позволять моделировать большое количество типовых задач.
II. Педагогические требования.
Приборы и оборудование должны удовлетворять следующим основным педагогическим требованиям:
1) приборы должны состоять из ранее изученных учащимися элементов и частей;
2) принцип работы прибора, устройство должны быть объяснены на основе имеющихся у учащихся теоретических знаний;
3) ученики должны хорошо понимать функцию и назначение прибора;
4) приборы должны давать достоверную научную информацию.
III. Эксплуатационные требования.
Приборы и оборудование должны удовлетворять следующим основным эксплуатационным требованиям:
1) иметь простую конструкцию;
2) обеспечивать быструю наладку и ремонт;
3) быть устойчивыми в работе, должны давать одинаковые показания вне зависимости от количества проведенных опытов;
4) должны иметь высокую чувствительность;
5) обеспечивать быструю и простую подготовку к демонстрации опыта;
6) внешний вид прибора, расположение индикаторов, шкал ручек управления должно соответствовать принципам наглядности, а также эргономическим принципам.
При разработке приборов и установок следует придерживаться также принципа комплектности учебного оборудования. Согласно этому принципу составляющие комплект приборы должны быть связаны и согласованы не только между собой, но и с приборами типового оборудования физических кабинетов, которые применяются при изучении данного раздела. Поэтому все сконструированные нами приборы используются вместе с приборами, имеющимися в физических кабинетах средних школ. [2, c.366]
Кроме требований методического плана, комплект должен удовлетворять ряду требований практического характера, таких как: 1) приемлемая стоимость; 2) ремонтопригодность; 3) расширяемость.
Последнее требование предполагает открытую конструкцию приборов, входящих в комплект. При этом добавление к базовому прибору какого-либо узла, приспособления позволяет расширить количество демонстрируемых опытов, в том числе творческого характера.
Каковы должны быть роль и место физики в общем среднем образовании? Ответ на этот вопрос во многом зависит от прогноза, каким будет научно-технический прогресс в ближайшие десятилетия. По оценке экспертов основные черты его сводятся к следующему:
- во все сферы жизни войдут компьютеры;
- резко возрастет роль наукоемких технологий, развитие которых во многом будет зависеть от развития теоретической и прикладной физики;
- в связи с этим произойдут изменения во многих сферах человеческой деятельности: таких, как машиностроение, здравоохранение, гигиена, производство питания;
- многие профессии будут связаны с использованием лазеров и роботов;
- все это будет связано с внедрением новых технологий, которые должны будут постоянно модернизироваться.
Новая современная концепция образования предполагает так организовать познавательную деятельность учащихся при изучении физики, чтобы она происходила по общей схеме научного познания. Его этапы таковы: сначала исследователь накапливает и систематизирует эмпирические факты об изучаемом явлении. Анализ этих законов и фактов позволяет ему выдвинуть гипотезу, построить модель исследуемого явления, затем он приписывает этой модели свойства, логическое развитие которых (построение теории) позволяет не только объяснить причинную связь накопленных фактов, но и предвидеть следствия — новые, еще не известные явления.
В этом ценность и эвристическая сила научной теории. Заключительным этапом всего цикла познания являются экспериментальные факты, подтверждающие справедливость теории. Таким образом, основой познания физики и ее дальнейшего развития является эксперимент. Вполне понятно поэтому, что и в школьной физике эксперименту должно уделяться первостепенное внимание. Совершенствование физического эксперимента — одна из важнейших задач методики физики [3, 23c.].
Оно должно идти как по линии модернизации классических опытов, так и по линии разработки новых опытов (демонстрационных и лабораторных). Школьники должны понимать, как добываются научные знания. Если этого нет, то речь может идти только о запоминании, но не овладении знаниями.
Необходимость экспериментального преподавания физики горячо отстаивал профессор О. Д. Хвольсон. В постановлении подкомиссии 1900 г. по вопросам постановки преподавания физики, работавшей под его председательством, имеются следующие указания. «Задача эксперимента состоит в достижении двух главных целей.
Первая цель — дать возможность ученику собственными чувствами ознакомиться с физическими явлениями; эти непосредственные ощущения не могут быть заменены никакими описаниями. Вторая цель — ознакомление учащихся с научными методами исследования природы, развитие его наблюдательности.
В одних случаях опыт явится средством открытия закона, в других — проверкой закона, выведенного дедуктивным путем, в третьих — развитием творчества ученика путем предоставления ему возможности самому придумывать опыты для исследования изучаемых явлений и законов. Преподавание физики, в котором эксперимент не составляет основы всего изложения, должно быть признано бесполезным» [5, c. 85–87].
Литература:
1. Теория и методика обучения физики в школе. Общие вопросы. Под редакцией Каменцкого С. Е. и Пурышевой Н. С., Москва, 200, 363–365с.
2. Демонстрационные опыты по физике. Т.11 Под ред. А. А. Покровского. Пособие для учителей, Москва, 1971, 366–370с.
3. Плосков В. А. Исследования путей совершенствования школьного эксперимента по физике, 1979, 230с.
4. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Под ред. А. А. Покровского. //Москва «Просвещение» -1978 № -3-е 11–12с.
5. Демонстрация опыта Столетова // Физика в школе. — 1989. — № 1. 85–87 с.
6. Демонстрационный эксперимент в проблемном обучении/Современные подходы в организации физического образования: Мат. Научно-практической конференции/ИПКиПРО Курганской обл. — 2003, 32–36 с.
