Исследовательская деятельность учащихся на уроках физики
Организация учебных исследований — задача, поставленная Федеральным государственным образовательным стандартом. Кандидат педагогических наук, методист корпорации «Российский учебник» Анна Пешкова рассказала о направлениях исследовательской деятельности на уроках физики.Деятельностный подход
Учебное исследование связано с активной деятельностью школьника, что, конечно, имеет важные преимущества:
-
Учащиеся самостоятельно формулируют определения физических величин, законы и понятия о явлениях на основе четких определений понятий об изучаемых элементах физического знания.
-
Одинаковые подходы к изучению каждого элемента знаний дают необходимую систему взглядов и понятий, позволяющих обобщить и структурировать материал.
-
Учащиеся лучше усваивают многие сложные темы благодаря не только поэтапной отработке материала, но и наличию системы.
-
Обучение методам физики также приводится в систему, при этом методологические знания усваиваются в ходе изучения самого курса физики.
В процессе происходит классификация знаний. В курсе физики знания делятся на два типа: суждения и физическая теория. Суждение — это мысль, выраженная повествовательным предложением, в нем заключены законы или научные факты. Физическая теория — совокупность научных знаний, организованных определенным образом; она включает в себя и понятия разных типов, и суждения разных типов.
Виды исследовательской деятельности:
-
Создание физического знания.
-
Распознавание конкретных ситуаций, соответствующих тем или иным физическим знаниям.
-
Воспроизводство конкретных ситуаций, соответствующих тем или иным физическим знаниям.
-
Создание приборов и технических устройств.
-
Эксплуатация приборов и технических устройств.
-
Монтаж экспериментальных установок.
-
Решение физических задач.
-
Классификация, обобщение, систематизация, подготовка обзоров научной информации.
-
Построение ответов на поставленные вопросы.
Рассмотрим подробнее некоторые направления деятельности.
Определение понятий
Физика, как известно, пошла от философии. В философии существует классическая структура понятия:
[Термин] — это [родовое понятие] [видовые отличия]
Например: Плотность — это физическая величина, равная отношению массы тела к его объему.
Следует учитывать, что соответствуют структуре, заданной философией, не все используемые понятия, в том числе и прописанные в современных учебниках.
Открытие закона
Деятельностный подход предполагает, что законы должны открывать сами ученики. В процессе школьниками могут быть высказаны абсурдные гипотезы — все их необходимо проверять, это и есть путь познания.
Этапы открытия закона. Пример: получение закона колебания математического маятника
-
Исходная ситуация. Обнаружено, что разные математические маятники имеют различные значения периода колебаний. Продемонстрировать это довольно легко.
-
Формулирование познавательной задачи. От каких физических величин, характеризующих маятник, зависит период его колебаний?
-
Высказывание гипотез. От учеников для проверки принимаются все гипотезы, удачные и неудачные. Ученики могут допустить, что период колебаний зависит от массы груза, от длины нити, от амплитудных колебаний и т.д.
-
Формулирование задачи под каждую гипотезу. Зависит ли?
-
Разработка и реализация экспериментов под каждую задачу. Эксперименты выполняются группами учащихся. Например, ученики хотят проверить зависимость от массы груза — значит, не меняя длину нити, нужно поменять массу подвешенных грузов.
-
Формулирование частных выводов. Например: при длине нити 15 см период колебаний не зависит от массы груза.
-
Уточнение познавательной задачи. Каков вид зависимости периода колебаний от длины нити? График перестраивается в координатах T от √l.
-
Формулирование вывода. Для данного маятника период колебаний пропорционален корню из его длины.
-
Формулирование общего вывода. Период колебаний нитяного маятника прямо пропорционален корню из его длины.
Ввод физической величины
Осуществляется разными способами:
-
Ввод физической величины через меру.
-
Ввод физической величины через формулу.
-
Создание физического прибора и градуирование его шкалы.
-
Введение коэффициента пропорциональности.
Работа с коэффициентом пропорциональности — самое сложное. Она включает:
-
Выражение коэффициента пропорциональности через величины, входящие в математическую запись закона.
-
Представление всех величин, входящих в формулу кроме одной, равными единице.
-
Формулирование суждений о численном равенстве коэффициентов пропорциональности физической величине, не равной единице, при условии, что остальные равны единице.
- Учебные мини-проекты в курсе физики. «Задачи кинематики», 7 класс
- Демоверсия ЕГЭ-2019 по физике
- Демоверсия ОГЭ-2019 по физике
- Применение ЭОР на уроках физики
- Методическая помощь учителю физики
Ввод понятия о физическом явлении
Пример. Работа с диффузией
-
Демонстрация единичного явления. Для объяснения диффузии демонстрируется ватка с резким запахом.
-
Формулирование общей задачи. Что это за явление?
-
Постановка вопроса. Если изменятся начальные условия, будет ли наблюдаться явление? Поиск веществ, запахи которых распространяются в воздухе, в трех агрегатных состояниях.
-
Изменение задачи. А если изменить вещество? Какие еще вещества способны проникать друг в друга? (чай, марганцовка, металлы) Производится наблюдение. Демонстрационные примеры можно найти в учебнике.
-
Формулирование вывода. Любые вещества способны проникать друг в друга.
-
Учитель вводит термин.
Проведение эксперимента
Этапы планирования эксперимента. Пример: изучение взаимодействия между проводником и током
-
Какое явление мы хотим воспроизвести? Взаимодействие между проводниками с током.
-
Каким знанием о необходимых свойствах объекта мы владеем? Знаем, каким образом зависит сила тока от свойств проводника.
-
Какой конкретный объект с этими свойствами мы можем подобрать для эксперимента? Провода, по которым пойдет электрический ток и источники тока.
-
Какой объект мы можем подобрать как воздействующий? Воздействующим объектом будут провода, по которым пойдет электрический ток.
-
Как мы можем воспроизвести условия взаимодействия данных объектов? Собрать цепь и подключить ток.
-
Какое оборудование нам понадобится, чтобы воспроизвести данное явление с выбранными конкретными объектами? Учитель сам подбирает оборудование для эксперимента или делегирует это ученикам.
Виды деятельности при обработке экспериментальных данных:
-
Снятие показаний приоров.
-
Определение погрешности результата прямых измерений.
-
Сравнение величин с использованием погрешности.
-
Построение графика с использованием погрешности.
-
Уменьшение случайной погрешности методом многократных измерений.
-
Определение погрешности результата косвенных измерений.
-
Определение коэффициента пропорциональности по графику прямой пропорциональности.
Построение графика эксперимента
-
Составление сводной таблицы результатов с внесением в нее экспериментальных данных и их погрешности.
-
Изображение осей (с подписями).
-
Выбор масштаба для каждой оси.
-
Построение точки с координатами из сводной таблицы.
-
Вычисление значения погрешностей величин. Обозначение их по обе стороны от существующих точек, если это позволяет масштаб. Изменение масштаба, если он не позволяет это сделать.
-
Проведение линии через полученные области. Перепроверка экспериментальных точек, лежащих далеко от графика.
#ADVERTISING_INSERT#