Методика проведення і організація фронтальних лабораторних робіт з теми: "Взаємодія тіл"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Кафедра методики викладання фізики і хімії

КУРСОВА РОБОТА

на тему:

«Методика проведення і організація фронтальних лабораторних робіт з теми: "Взаємодія тіл"»

Виконала

студентка 4 курсу

фізико-технологічного факультету

2013

ЗМІСТ

Вступ

І. Теоретичні засади викладання фізики

1.1 Методи навчання фізики, їх класифікція і значення

1.2 Активізація пізнавальної діяльності учнів

1.3 Лабораторні роботи з фізики: класифікація, методика проведення та дидактична роль

ІІ. Методика проведення фронтальних лабораторних робіт

2.1 Репродуктивний прийом

2.2 Ілюстративний спосіб

2.3 Евристичний спосіб

2.4 Дослідницький спосіб

ІІІ. Моделі виконання лабораторних робіт для 8 класів

3.1 Зміст фронтальних лабораторних робіт і їх місце у навчальній програмі

3.2 Система лабораторних робіт з теми «Взаємодія тіл» для 8 класів

3.2.1 Лабораторна робота №1 «Конструювання динамометра»

3.2.2 Лабораторна робота №2 «Вимірювання ваги тіл за допомогою динамометра»

3.2.3 Лабораторна робота №3 «Вимірювання коефіцієнта тертя ковзання»

Висновки

Список використаної літератури

ВСТУП

Місце фізики в системі загальноосвітніх предметів визначається особливостями фізики як науки серед інших наук. Сучасна фізика є найважливішим джерелом знань про навколишній світ, основою науково-технічного прогресу і разом з тим одним з найважливіших компонентів людської культури.

Серед навчальних предметів середньої школи фізика займає одне з провідних місць. Це є відображенням того об'єктивного загальновідомого факту, що фізика -- основа сучасної техніки і багатьох сучасних виробництв та технологій.

Фізика є теоретичного наукою, що відкриває фундаментальні закони природи. Фізичні теорії і фізичні методи дослідження все більше проникають в інші природничі науки (хімію, астрономію, біологію тощо) і дають важливі результати. Фізику вважають теоретичною основою сучасної техніки, багато галузей якої виникли на базі фізичних відкриттів. Це - електротехніка, радіотехніка, ядерна енергетика і т.д.

Фізика вивчає первинні структури матерії і відповідні їм найпростіші форми її руху. Цим вона створює природничонаукову базу для сучасного світосприймання, яке є складовою частиною діалектико-матеріалістичного світогляду.

Знання законів природи, вміння пояснювати явища природи, вільно орієнтуватися в яскравій і швидкій круговерті природних явищах -- невід'ємна ознака і риса сучасної освіченої людини. Це визначає не лише її фахову підготовку, не лише забезпечує активну участь в суспільному виробництві, але і визначає інтелектуальний рівень людини в суспільстві.

Значення того чи іншого навчального предмета визначається через його специфічні особливості та ознаки. Фізика як навчальний предмет навчального плану середньої школи дозволяє озброїти учнів основами фізики - науки про природу. Зміст, система і методологія фізики відкривають великі можливості для формування наукового світогляду учнів, вироблення практичних умінь і навичок, дійових навичок самостійної роботи. При реалізації цих завдань розвиваються розумові здібності учнів, зокрема логічне мислення учнів, як відображення вищої логіки - логіки природи. Фізика має величезний виховний потенціал.

Метою написання даної курсової роботи є вивчення теоретичних засад викладання фізики, аналіз навчальних програм та методичної літератури.

Завданнями курсової роботи є дослідження методів проведення фронтальних лабораторних робіт та написання моделей виконання лабораторних робіт.

Об'єктом дослідження курсової роботи є теоретичні основи викладання фізики. Предметом дослідження є навчальні програми, методична література та лабораторні роботи.

Інформаційною та методологічною базою дослідження стали: наукові праці провідних вітчизняних та закордонних вчених-фізиків, періодичні фахові видання, електронні ресурси.

РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ВИКЛАДАННЯ ФІЗИКИ

1.1 Методи навчання з фізики, їх класифікація і значення

Основними завданнями школи є озброєння учнів міцними знаннями основ наук, формування наукового світогляду, розвиток творчих здібностей учнів та їх всебічне виховання. Визначальна роль у досягненні цих завдань належить методам навчання, що застосовують на уроках.

Навчальна робота вчителя дуже різноманітна, та все ж вона підлягає певним закономірностям, які можна зрозуміти лише тоді, коли систематизувати досвід роботи багатьох учителів та результати спеціальних науково-педагогічних досліджень. У навчальному процесі вчитель бере участь разом з учнями, він організовує їх навчально-пізнавальну діяльність різними шляхами і способами. І саме ці способи взаємозв'язаної діяльності вчителя і учнів певним чином упорядковані і спрямовані на досягнення поставленої мети освіти, називають методами навчання.

Розробкою методів навчання та їх класифікацією займається дидактика. Вважають, що засвоєння знань відбувається на трьох рівнях: осмисленого сприйняття і запам'ятовування; застосування знань за зразком та у схожій ситуації; творчого застосування знань.

Такими ж рівнями характеризується засвоєння способів діяльності. Виходячи з аналізу видів змісту освіти і способів їх засвоєння М.М. Скаткін і І.Я. Лернер за ступенем реалізації розвиваючої функції навчання виділили п'ять методів навчання: пояснювально-ілюстративний або інформаційно-рецептивний; репродуктивний; проблемний виклад; частково-пошуковий або евристичний; дослідницький. Ці методи навчання детально розглядаються в курсі педагогіки. У процесі навчання фізики вчитель різними способами керує процесом пізнання учнів з врахуванням специфіки свого предмету. Методи, які він застосовує, називаються приватно методичними. У методиці фізики ці методи класифікують за такими ознаками: за способом передачі інформації від вчителя до учнів; за характером діяльності вчителя; за характером діяльності учнів.

За цими ознаками методи навчання поділяють на три великі групи: словесні, наочні і практичні. До словесних (вербальних) методів відносять розповідь, пояснення, бесіду, лекцію. До наочних методів відносять демонстраційний експеримент, демонстрацію моделей, схем, малюнків, кінофільмів і діафільмів тощо. Практичні методи включають у себе фронтальні лабораторні роботи і лабораторні практикуми, позаурочні досліди і спостереження, розв'язування задач.

Широкого поширення набула класифікація методів навчання з врахуванням засобів навчання, що використовуються на уроках. На цій основі виділяють такі методи: словесні; демонстраційні; лабораторні; робота з книгою; розв'язування задач; ілюстративні; методи контролю та обліку знань і умінь учнів.

Кожна з класифікацій має сенс в певних конкретних умовах, всі вони мають право на існування і вважаються рівноправними. Кожний метод реалізується на практиці шляхом застосування різноманітних прийомів у їх взаємозв'язку.

Методи, що застосовуються при навчанні фізики, мають певним чином відображати методи фізики як науки. Дослідження в фізиці проводяться теоретичними і експериментальними методами. Методи теоретичної фізики поділяють на модельні гіпотези, математичні гіпотези і принципи.

Прикладами модельних гіпотез є моделі ідеального газу, броунівського руху тощо. Метод модельних гіпотез ґрунтується на наочних образах і уявленнях, що виникають у ході спостережень, а також за аналогією.

У методі математичних гіпотез використовується математична екстраполяція. На основі експериментальних даних знаходять математичний вираз функціональної залежності між фізичними величинами. З математичних рівнянь одержують логічним шляхом висновки, які перевіряються експериментально. Якщо дослід підтверджує висновки, то гіпотезу вважають правильною, в іншому випадку гіпотезу відкидають. Прикладом математичної гіпотези є рівняння Максвела, які лежать в основі класичної макроскопічної електродинаміки.

Метод принципів спирається на екстраполяцію дослідних або теоретичних даних, що підтверджуються всією суспільною практикою. Прикладом такої екстраполяції є закони збереження енергії і імпульсу, закони термодинаміки.

Навчальний метод теоретичного пізнання складається з таких етапів: спостереження явищ або відновлення їх у пам'яті; аналіз і узагальнення фактів; формулювання проблеми; висунення гіпотез; теоретичне виведення наслідків з гіпотези.

Центральне місце в цьому методі належить формулюванню проблеми та висуненню гіпотези. Гіпотеза є здогадкою, вона виникає інтуїтивно, а не з'являється як логічний наслідок.

Експериментальний метод тісно пов'язаний з теоретичним і включає в себе: формулювання завдань експерименту; висунення робочої гіпотези; розробку методу дослідження і проведення експерименту; спостереження і вимірювання; систематизацію одержаних результатів; аналіз і узагальнення експериментальних даних; висновки про достовірність робочої гіпотези.

У навчальному процесі теоретичний метод реалізується при введенні і трактуванні основних понять, законів і теорій. Експериментальний метод реалізується у різних видах навчального фізичного експерименту.

Методи навчання з'явилися як узагальнення величезного досвіду вчителів, набутого в процесі викладання фізики в школі. Тому в них знайшли відображення всі методи пізнання і логічного мислення, які стали теоретичного основою кожного методу навчання.

Індукція. Пізнання проходить шляхом узагальнення деякої кількості фактів чи даних, шляхом "від окремого - до загального". Результати декількох різних, але схожих дослідів, декількох теоретичних посилань стають основою для одного теоретичного висновку. У навчанні забезпечує глибоке розуміння навчального матеріалу, але до істини веде не найкоротшим шляхом. Застосовується на першому ступені навчання.

Дедукція. Певні теоретичні висновки або положення теорії використовуються для аналізу чи пояснення часткових висновків, які вцілому входять в одну теорію. Дедукція розвиває теоретичне мислення, вміння застосовувати набуті знання на практиці, забезпечує економію часу. Застосовується переважно на другому ступені навчання фізики поряд з індукцією.

Абстракція і узагальнення. Вищою формою мислення є мислення поняттями. Тому вся робота вчителя фізики спрямована на формування фізичних понять. Під фізичним поняттям розуміють твердження або формулювання, в якому відображено спільні риси чи властивості фізичних тіл чи фізичних явищ у їх взаємозв'язку і взаємообумовленості. До фізичного поняття вчитель веде учня через узагальнення певної суми одержаних знань шляхом абстрагування від конкретних предметів, явищ, проявів.

На основі фізичних понять будується теорія - сукупність ідей, які виникли як наукове узагальнення знань про фізичні явища. Знання фізичних теорій дає можливість пояснити відомі явища і передбачити їх розвиток при зміні умов. Кожна теорія має ядро і оболонку. Ядро - це відносно стабільна частина теорії, яка суттєво не змінюється на протязі тривалого часу. Вивчення фізичних теорій сприяє виробленню в учнів наукового мислення, озброєнню їх знаннями причинно-наслідкових зв'язків, які існують в природі між окремими фізичними явищами.

Аналіз і синтез - два взаємозв'язаних і взаємно протилежних методи мислення. З одного боку - це розкладання первинного об'єкту на складові частини, з другого - виведення висновку на основі окремих проявів. Аналогії - висновки на основі подібності. У навчальному процесі аналогії дозволяють ефективно використати раніше вивчений матеріал або знання учнів, здобуті при вивченні інших предметів чи в повсякденному житті. Яскравим прикладом цього є гідродинамічна аналогія електричного кола, в якій електричний струм імітується потоком води, провідники - трубами, вольтметр - манометром і т.д. Моделі - це об'єкти або побудови, які мають формальну схожість з натуральними об'єктами чи логічними побудовами. Розрізняють моделі матеріальні (модель двигуна, насоса, електронної лампи) і знакові або ідеальні (графіки, формули, графи).

Словесні методи навчання основані на спілкуванні вчителя та учнів за допомогою мови (вербальні форми). Слово вчителя є одночасно не тільки носієм інформації, але і організуючим та стимулюючим чинником. Бесіда - навчання відбувається на основі спілкування між вчителем та учнями шляхом взаємного обміну питаннями і відповідями між вчителем та учнями. Ефективність бесіди досягається тоді, коли: вона організовується на основі знайомого учням матеріалу; питання добираються таким чином, щоб відповіді були однозначними; питання ставляться у взаємозв'язку; досягається чітка відповідь. Бесіда забезпечує добрий зворотній зв'язок, але потребує багато часу для оволодіння новим навчальним матеріалом. Розповідь - це короткий в часі виклад навчального матеріалу, який знайомить учнів з цілком новим (або майже новим) матеріалом; переважає констатація фактів чи опис явищ.

Пояснення - короткий в часі виклад матеріалу, в якому встановлюються функціональні або інші зв'язки між фізичними явищами, величинами, деталями. Лекція - тривалий в часі виклад навчального матеріалу вчителем, який не переривається запитаннями учнів. Лекція повинна бути високо науковою, емоційною і чітко спланованою. Вона дає можливість подати учням систематичні знання в компактній формі при їх порівняно великому об'ємі. На лекції важко здійснювати контроль засвоєння знань, оскільки відсутній зворотній зв'язок.

До ілюстративних методів навчання належать демонстраційний експеримент, технічні засоби навчання, малюнки, таблиці, креслення, екскурсії. Головна особливість ілюстративних методів полягає в тому, що вся інформація до учня надходить через зорові образи.

1.2 Активізація пізнавальної діяльності учнів

Під активізацією навчально-пізнавальної діяльності розуміють підвищення рівня усвідомленого пізнання об'єктивно-реальних закономірностей у процесі навчання. Основна мета роботи вчителя з активізації пізнавальної діяльності учнів полягає в розвитку їх творчих здібностей. З психології відомо, що здібності людини, в тому числі і учнів, розвиваються в процесі діяльності. Засобом розвитку пізнавальних здібностей учнів є вміле застосування таких методів і прийомів, які забезпечують високу активність учнів у навчальному пізнанні. Методи і прийоми активізації, що їх застосовує вчитель, повинні враховувати рівень пізнавальних здібностей учнів, бо непосильні завдання можуть підірвати віру учнів у свої сили і не дадуть позитивного ефекту. Тому система роботи вчителя з активізації пізнавальної діяльності учнів повинна будуватись з врахуванням поступового і цілеспрямованого розвитку творчих пізнавальних здібностей учнів, розвитку їх мислення. У процесі навчання учень здійснює різні дії, в яких виступають основні психічні процеси: відчуття, сприймання, уява, мислення, пам'ять та ін. Оскільки з усіх пізнавальних психічних процесів провідним є мислення, то можна сказати, що активізувати діяльність учнів - це активізувати їх мислення. Разом з тим треба пам'ятати, що без бажання учня вчитися всі старання вчителя не дадуть очікуваних наслідків. Звідси випливає висновок, що потрібно формувати мотиви навчання, бажання учнів розв'язувати пізнавальні задачі.

Як відмічалось, активізація пізнавальної діяльності учнів тісно пов'язана з активізацією їх мислення. У мисленні школярів виділяється три рівні: рівень розуміння, рівень логічного мислення і рівень творчого мислення.

Розуміння - це аналітико-синтетична діяльність, яка спрямована на засвоєння готової інформації, що повідомляється вчителем чи черпається з книжки. Вчитель повідомляє нові факти, аналізує результати дослідів, виконує розумові операції (аналіз, синтез, абстракція, узагальнення) та застосовує прийоми розумової діяльності (порівняння, класифікація, означення). Учні слідкують за ходом мислення вчителя, за логічністю і несуперечливістю доведень. Це вимагає від учнів певних розумових зусиль, певної аналітико-синтетичної діяльності.

Під логічним мисленням розуміють процес самостійного розв'язання пізнавальних задач. Логічне мислення, як і розуміння, теж є аналітико-синтетичною діяльністю, але між ними є суттєва відмінність за джерелом, дидактичною функцією і суб'єктивним переживанням. У процесі логічного мислення учень сам приходить до нових висновків, тоді як суть розуміння полягає в пізнаванні, усвідомленні і фіксації того, що сприймається і засвоюється. Логічне мислення розвивається під час евристичних бесід і лабораторних робіт, виконання логіко-пошукових завдань, застосування деяких прийомів роботи з підручником, розв'язуванні задач тощо.

Рівень творчого мислення формується при виконанні творчих завдань. Творчими завданнями у навчальному процесі вважають такі завдання, принцип виконання яких учням не вказується і в явному вигляді їм невідомий. За сучасними поглядами творче мислення здійснюється у три етапи. Перший етап характеризується виникненням проблемної ситуації, її попереднім аналізом і формулюванням проблеми. Другий етап - це етап пошуку розв'язку проблеми. На третьому етапі знайдений принцип розв'язку реалізується і здійснюється його перевірка.

Як уже зазначалось, в учнів потрібно сформувати мотиви навчання, головним з яких є інтерес до предмету. Під пізнавальним інтересом до предмету розуміють вибіркову спрямованість психічних процесів людини на певні об'єкти і явища оточуючого світу. Звичайно, учнів навчають не тільки тому, що їм цікаво. Навчання - це праця, що потребує великої напруги сил. І все ж стійкий інтерес учнів до предмету іде через цікавість і допитливість і значною мірою визначає успіх учнів у навчанні.

Учитель не тільки пояснює навчальний матеріал, а й організовує пізнавальну діяльність учнів. Починається виклад матеріалу з повідомлення теми. Перш за все треба показати необхідність вивчення теми і логіку вивчення кожного її питання. Важливо викликати інтерес до теми. Для цього можна навести цікаві факти встановлення закону, показати досліди, які учні зможуть пояснити в ході розгляду теми, вказати пізнавальні задачі, що будуть розв'язуватися на уроці. Адже усвідомлення мети діяльності є необхідною умовою будь-якої вольової дії.

Учитель має не просто повідомити факти учням, а провести доказовий виклад пізнавальних задач, які будуть розв'язуватися. До доказових прийомів викладу навчального матеріалу відносять висновки, одержані на основі дослідів або теоретично, з використанням індукції, дедукції та аналогії. Суть індукції та дедукції можна з'ясувати співставленням їх з емпіричним та теоретичним рівнем пізнання.

Засвоєнню матеріалу учнями сприяє розуміння ними принципів побудови теорій, різного ступеня узагальнень в фізичних законах ( закони збереження різних фізичних величин є досить широкими узагальненнями, закон Кулона є дослідним законом і теоретичного пояснення не має) та суті фізичних понять.

Розумінню учнями матеріалу та розвитку їх мислення сприяє систематична і цілеспрямована самостійна робота з підручником на уроках.

Розуміння учнями навчального матеріалу, що вивчається, є лише першою сходинкою в активізації пізнавальної діяльності і тією базою, на основі якої застосовуються інші методи, що вимагають більшої самостійності учнів і розраховані на більш ґрунтовний розвиток їх логічного мислення. Розглянемо деякі з них.

Метод евристичної бесіди. Для розвитку логічного мислення учнів їх треба поставити в такі умови, щоб вони самі аналізували, проводили порівняння і синтез, робили висновки на основі індукції та дедукції тощо. Це можна зробити при проведенні уроку методом бесіди. Питання повинні ставитись не на відтворення учнями раніше засвоєних знань, а мають бути розраховані на мислення учнів, на їх аналітико-синтетичну діяльність, на одержання висновку індуктивним чи дедуктивним шляхом. Отже, головне не просто сама бесіда, а які питання будуть ставитися учням.

Проведення уроку методом евристичної бесіди вимагає від вчителя ретельної підготовки. Перш за все потрібно чітко визначити пізнавальні задачі уроку та відмітити ті з них, які будуть розв'язуватися учнями шляхом власної розумової діяльності в ході бесіди. По-друге, треба вибрати об'єкти для аналізу. При індуктивному прийомі мислення - це результати дослідів, а при дедуктивному - теоретична модель явища чи процесу з використанням схем, малюнків або діючих моделей. При підготовці до уроку потрібно виділити знання, які будуть необхідні учням для аналізу об'єктів, які розглядаються.

Розвитку мислення учнів сприяють експериментальні роботи при вивченні нового матеріалу, самостійне вивчення нового матеріалу за підручником, розв'язування фізичних задач тощо.

1.3 Лабораторні роботи з фізики: класифікація, методи виконання та дидактична роль

фізика лабораторний робота навчальний

Проблему розвитку мислення школярів не можна закривати засвоєнням розумових дій учнями, оскільки вміння учня теоретично розмірковувати про певну систему дій ще не забезпечує вміння виконати ці ж дії реально. Завершальним етапом у розвитку розумових операцій учнів є не становлення розумової дії, а реалізація цієї дії в практичній діяльності. Тому навчання фізики передбачає залучення школярів до таких видів діяльності, які дозволяють використовувати набуті знання на практиці, зокрема, до виконання школярами лабораторних робіт.

Під лабораторними роботами розуміють таку організацію навчального фізичного експерименту, при якій кожен учень працює з приладами чи установками.

Дидактична роль лабораторних робіт надзвичайно велика. Сприймання при виконанні лабораторних робіт засновані на більшій і різноманітнішій кількості чуттєвих вражень і стають глибшими і повнішими порівняно із сприйманнями при спостереженні демонстраційного експерименту. При виконанні лабораторних робіт учні навчаються користуватись фізичними приладами як знаряддями експериментального пізнання, набувають навичок практичного характеру. У деяких випадках наукове трактування поняття стає можливим лише після безпосереднього ознайомлення учнів з явищами, що вимагає відтворення дослідів самими учнями, в тому числі й під час виконання лабораторних робіт. Виконання лабораторних робіт сприяє поглибленню знань учнів з певного розділу фізики, набуттю нових знань, ознайомленню з сучасною експериментальною технікою, розвитку логічного мислення. Лабораторні роботи мають також важливе виховне значення, оскільки вони дисциплінують учнів, привчають їх до самостійної роботи, прищеплюють навички лабораторної культури.

Лабораторні роботи з фізики класифікуються за різними ознаками:

- за змістом - з механіки, молекулярної фізики, електродинаміки, оптики та ін.;

- за методами виконання та обробки результатів - спостереження, якісні досліди, вимірювальні роботи, кількісні дослідження функціональних залежностей величин;

- за мірою самостійності учнів під час виконання - перевірочні, евристичні, творчі;

- за дидактичною метою - вивчення нового, повторення, закріплення, спостереження і вивчення фізичних явищ, ознайомлення з фізичними приладами і вимірювання фізичних величин, ознайомлення з будовою і принципом дії фізичних приладів і технічних установок, виявлення чи перевірка кількісних закономірностей, визначення фізичних констант;

- за місцем у навчальному процесі - попередні, ілюстративні, підсумкові;

- за організаційною ознакою - фронтальні лабораторні роботи, фізичні практикуми, домашній експеримент.

Остання класифікація найзагальніша і найпоширеніша. Вона дає можливість розглядати експеримент з точки зору методів навчання, правильно визначати місце кожного з його видів у системі навчальних занять з фізики, раціонально підбирати навчальне обладнання.

Фронтальні лабораторні роботи - це такі заняття, в яких учні самі відтворюють і спостерігають фізичні явища або проводять вимірювання фізичних величин, користуючись при цьому спеціальним (лабораторним) обладнанням. Слово "фронтальний" означає, що в даному випадку всі учні класу проводять однаковий експеримент, користуючись при цьому однаковим обладнанням. Якщо тривалість фронтальних лабораторних робіт не перевищує 10 -15 хвилин, то їх часто називають фронтальними дослідами. Фронтальні лабораторні роботи проводяться під час вивчення відповідного матеріалу.

Фізичним практикумом називають таку форму проведення лабораторних робіт, при якій усі ланки або групи ланок учнів отримують різні завдання ускладненого змісту. Практикум проводиться після вивчення певного розділу курсу фізики або частіше всього наприкінці навчального року. Його завдання охоплюють великі теми курсу і вимагають для свого виконання складної фізичної апаратури та експериментальних установок.

Домашній експеримент - лабораторні роботи, які виконуються учнями вдома за завданням учителя. При цьому учні користуються предметами домашнього вжитку або самостійно виготовленими найпростішими приладами.

Кількість і тематика фронтальних лабораторних робіт з кожної теми шкільного курсу фізики визначається навчальною програмою. При цьому передбачається, що в разі необхідності (відсутність необхідного обладнання чи умов) вказані роботи можна замінити рівноцінними їм роботами. Для виконання фронтальних лабораторних робіт передбачається використання спеціальних (лабораторних) приладів.

Підготовка до виконання фронтальних лабораторних робіт розпочинається із створення відповідної матеріальної бази - підбору необхідних для виконання роботи приладів з таким розрахунком, щоб з одним набором працювало 2 учні. Виконання фронтальних лабораторних робіт найчастіше проводиться "парами", які формуються таким чином, щоб забезпечити високу ефективність роботи кожного учня.

Напередодні виконання фронтальної лабораторної роботи вчитель повідомляє учням тему роботи та обсяг матеріалу, який необхідно повторити для її виконання.

Заняття розпочинається із вступного слова вчителя та відповідного інструктажу щодо виконання роботи (залежно від вибраного методу виконання інструктаж носитиме різний характер та обсяг розглядуваних питань). Учитель проводить також короткий інструктаж учнів з техніки безпеки при виконанні даної роботи та робить відповідні записи в "Журнал інструктажу з техніки безпеки", який міститься в кабінеті фізики.

Учні записують у зошитах дату, номер і тему лабораторної роботи, список приладів і матеріалів, креслять таблицю результатів вимірювань та обчислень.

Експериментальну частину завдання учні виконують самостійно під контролем учителя. У разі необхідності вчитель надає учням допомогу, звертає їх увагу на прийоми правильної роботи з приладами, відмічає порушення правил техніки безпеки. Учитель фіксує також якість та самостійність виконання роботи кожним учнем. Результати роботи заносяться в зошит, де проводиться їх обробка та записується відповідний висновок (чи отримане значення фізичної величини).

Оцінка за фронтальну лабораторну роботу виставляється на основі заміток вчителя та перевірки звіту учня. Ця оцінка заноситься в класний журнал.

Для виконання робіт практикуму використовуються складніші прилади (порівняно з приладами для фронтальних робіт), що дає можливість точніше провести вимірювання та ознайомити учнів із приладами, які використовуються для фізичних досліджень. При виконанні робіт фізичного практикуму одночасно виставляються всі роботи, які виконуються ланками учнів згідно спеціально складеного графіка. До проведення практикуму вчитель готує інструкції, які містять: мету роботи, метод розв'язування експериментального завдання, перелік необхідних приладів, порядок дій при виконанні експерименту, таблицю результатів вимірювань та їх обробки, контрольні запитання.

До виконання кожної роботи учні готуються вдома, повторюючи теоретичний матеріал. На заняттях вони проводять експериментальні дослідження, отримують і обробляють результати, формулюють висновки та звітуються перед учителем.

Першому заняттю передує вступна бесіда, в ході якої розглядаються наступні організаційні питання: проводиться інструктаж з техніки безпеки; з'ясовується, як готуватись до роботи, що повинен робити учень на заняттях, які вимоги ставляться до звіту про роботу, як буде організований контроль і оцінка робіт учнів, ознайомлюються учні з графіком виконання робіт.

У процесі виконання робіт учитель слідкує за якістю підготовки учнів до роботи, за правильністю збирання установки та роботи з вимірювальними приладами, за дотриманням учнями правил техніки безпеки. На основі своїх спостережень та поданого учнями звіту вчитель виставляє загальну оцінку за роботу в класний журнал. У багатьох випадках учителі практикують таку організацію залікової роботи, коли учні "захищають" одержані результати.

Методика використання домашнього експерименту під час навчання фізики має свої особливості. Зокрема, він повинен бути органічним продовженням та доповненням тієї роботи, яка виконувалась учнями в класі. Тому часто буває доцільним пропонувати учням домашні експериментальні завдання після виконання ними фронтальних лабораторних робіт. Диференціація таких завдань створює сприятливі умови для роботи кожного учня на оптимальному для нього рівні. Домашні експериментальні завдання повинні передбачати використання побутових та нескладних саморобних приладів, а також матеріалів, які є вдома в кожного учня. Виконання цих завдань не повинне створювати ситуацій, які можуть загрожувати життю та здоров'ю дітей.

Виконання домашніх експериментальних завдань повинне обговорюватись у класі з учнями, перевірятися та оцінюватися вчителем.

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ФРОНТАЛЬНИХ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Фронтальні лабораторні роботи проводяться різними методами, адже проведення лабораторних робіт на практиці може бути реалізованим через певну кількість методичних прийомів, які різняться характером діяльності учителя і учнів (репродуктивним, ілюстративним, евристичним, частково-пошуковим, дослідницьким) при усному управлінні її ходом з боку учителя або за письмовими інструкціями, з організацією індивідуального або колективного пошуку учнів. Вибір того чи іншого прийому проведення лабораторної роботи здійснюється вчителем фізики і зумовлюється рядом суттєвих факторів, таких як: навчальна активність учнів класу, рівень їх експериментальної культури, організаційними уміннями і досвідом учителя, наявністю відповідного лабораторного обладнання, рівнем автоматизації фізичної лабораторії тощо.

2.1 Репродуктивний прийом

Репродуктивний прийом передбачає відтворюючу діяльність учнів при виконанні лабораторної роботи. Для них зразком виступають дії вчителя, якому й належить основна, провідна роль на даному уроці. Саме він організовує і спрямовує всю навчальну діяльність учнів: забезпечує підготовку лабораторного обладнання, пояснює і показує спосіб виконання лабораторної роботи, чітко ставить завдання і робить зрозумілі пояснення, своєчасно надає допомогу учням, узагальнює отримані учнями результати, контролює і оцінює їх знання та експериментальні уміння. Репродуктивний прийом проведення лабораторних робіт є ефективним при відпрацюванні експериментальних умінь та навичок учнів, оскільки їх формування вимагає багатократних дій за зразком. Його використання виправдане також у тих випадках, коли зміст лабораторних робіт носить переважно інформаційний характер, представляє собою опис способів практичних дій, а також коли він є надто складним чи зовсім новим для учнів. Такий прийом є обов'язковим при проведенні перших лабораторних робіт.

В цілому ж репродуктивний метод не сприяє активному розвитку мислення учнів, а тому часте його використання приводить до формалізму їх знань і умінь. Все це вимагає використання інших прийомів, які забезпечують активну навчально-пошукову діяльність учнів.

2.2 Ілюстративний прийом

Ілюстративний спосіб проведення лабораторної роботи, у порівнянні із попереднім, в шкільній практиці зустрічається частіше. Ціль фронтальної лабораторної роботи, яка проводиться ілюстративним способом, - закріпити, підтвердити, систематизувати, класифікувати, проілюструвати знання учнів з конкретного, як правило перед цим вивченого, питання. Ілюстративний прийом виконання лабораторних робіт - це такий прийом, коли робота супроводжує роз'яснення вчителя, підтверджує, ілюструє його. Для даного методу значну роль відіграє відтворююча діяльність учнів. Робота ж самого вчителя зводиться переважно до усного керівництва виконанням лабораторних робіт учнями, показу окремих елементів дій учням. В лабораторній роботі, яка проводиться ілюстративним способом при усному управлінні з боку учителя, можна виділити декілька етапів: попередня підготовка, вступна бесіда, конкретизація ходу роботи, проведення фізичних дослідів (створення потрібного фізичного процесу або явища, спостереження цього явища або процесу, виконання необхідної кількості вимірювань фізичних величин тощо), оформлення результатів лабораторної роботи, осмислення цих результатів, формулювання висновків і підсумкова бесіда.

Для успішного проведення лабораторних робіт у фізичному кабінеті школи необхідно мати типове лабораторне обладнання в такій кількості, щоб при виконанні робіт можна було ставити один комплект обладнання на 2-х учнів. Тільки при такій умові буде забезпечуватись високий рівень проведення лабораторних занять, збагачення знань і умінь учнів, розвиток їх мислення, а також учні отримуватимуть задоволення і творчу радість від їх виконання.

Проведення фронтальної лабораторної роботи ілюстративним способом передбачає обов'язкову наявність таких елементів під час лабораторного заняття:

1. Попередня підготовка. Про наступну лабораторну роботу учитель заздалегідь інформує учнів на попередніх уроках. На передодні учитель фізики разом з лаборантом підбирає необхідне обладнання, перевіряє його справність. На перерві, перед уроком-лабораторною, лаборант та декілька помічників учителя з числа учнів класу розносять і розставляють прилади та потрібні матеріали на учнівські столи. На демонстраційному столі виставляється відповідне демонстраційне обладнання, а на дошці виконується запис теми лабораторної роботи і схема чи схематичне зображення установки. На початку уроку учням роздають їх лабораторні зошити, де вони роблять деякі записи - номер і тему роботи, перелік обладнання, виконують креслення чи малюнок, записують необхідні формули тощо.

2. Вступна бесіда. Учні в процесі спілкування з учителем, яке, як правило, відбувається у формі бесіди, відтворюють свої знання з питань, які вивчались на попередніх уроках. Тоді ж визначається основна мета лабораторної роботи, встановлюються особливості виконання спостережень за фізичними явищами і процесами, з'ясовуються фізичні величини, які повинні бути виміряні, розкриваються прийоми вимірювань та порядок їх виконання, а також характеристики вимірювальних приладів, нагадується учням як слід заповнювати таблицю, як робити необхідні розрахунки, як і що сформулювати у висновках. Під час цієї бесіди учитель на дошці робить необхідні записи, виконує демонстраційні досліди.

3. Повторення ходу роботи учнями (конкретизація ходу роботи). Цей елемент уроку проводиться у формі швидкого фронтального опитування учнів, але він не завжди є потрібний.

4. Складання учнями експериментальної установки, виконання лабораторних дослідів, забезпечення надійного протікання потрібного фізичного процесу або явища і їх спостереження, проведення необхідної кількості вимірювань фізичних величин та їх порівняння. Це і є основний етап виконання лабораторної роботи (хід роботи). В цей час учитель фізики проходить між рядами лабораторних столів, уважно спостерігає за роботою учнів. Слідкує, щоб кожний учень проявляв активність у виконанні лабораторних завдань. Активність учнів, як правило, досягається і забезпечується своєчасним перерозподілом характеру роботи учнів: одну частину установки збирає один учень ланки, а іншу - завершує складати другий учень; виконання вимірювань фізичних величин також розподіляють між двома учнями ланки. У випадку необхідності учитель надає допомогу учням тієї чи іншої ланки порадою, запитанням тощо. Учням, які швидше за інших виконують лабораторну роботу, доцільно додатково запропонувати експериментальну задачу по даній темі (запас таких експериментальних задач учитель повинен мати і передбачати їх до кожної фронтальної лабораторної роботи).

5. Оформлення звіту про лабораторну роботу, заповнення таблиці, побудова графіків, виконання розрахунків, критичне осмислення отриманих результатів, формулювання висновків.

6. Підсумкова бесіда. Мета її - узагальнити, підвести підсумки виконаної експериментальної роботи учнів і зробити дидактично обґрунтоване завершення лабораторного заняття. Учні зачитують сформульовані ними висновки, коротко повідомляють про отримані ними залежності, оголошують отримані ними числові результати фізичних величин.

При проведенні лабораторної роботи ілюстративним способом за письмовою інструкцією етапи роботи визначаються пунктами інструкції. Кожній ланці видається письмова інструкція (вона може бути у вигляді наклеєної на цупкий картон картки або вставленого у папку-швидкозшивач стандартного друкарського листка), яка містить номер роботи, її назву, мету, перелік обладнання, а також завдання, що складається з декількох пунктів.

В процесі виконання роботи учні в лабораторних зошитах записують номер пункту і дають необхідну відповідь. В кінці уроку учитель проводить таку ж заключну бесіду, як і при усному керівництві. При проведенні фронтальної лабораторної роботи ілюстративним способом за письмовою інструкцією вказані вище етапи роботи зберігаються і доводяться учням відповідними пунктами інструкції

На оцінку, в основному, впливають три фактори:

- спостереження учителя за навчальною активністю кожного учня під час лабораторного заняття;

- перевірка письмового звіту учня в зошиті для лабораторних робіт;

- врахування результатів бесід з деякими учнями як в процесі виконання ходу роботи, так і під час підсумкової бесіди.

Оцінки учитель заносить в журнал, а також проставляє в кожному зошиті.

2.3 Евристичний спосіб

фізика лабораторний робота навчальний

При виконанні фронтальної лабораторної роботи евристичним способом самостійна експериментальна робота учнів характеризується значно активнішою їх пізнавальною діяльністю. Учні попадають в ситуацію, коли їм вказується тільки тема лабораторної роботи і план її виконання, а результат її ще не відомий: вони мають його отримати самостійно під час експериментування. Спираючись на систему питань, запропоновану учителем, та на самостійно виконаний експеримент, учні повинні виявити нові зв'язки або закономірності в тому навчальному матеріалі, який вони саме в цей час вивчають, отримати шуканий результат і проаналізувати його, врешті-решт сформувати нові знання. Специфічна мета проведення лабораторних робіт евристичним способом ? це формування пізнавальних інтересів та евристичного мислення школярів. Тому в більшості випадків у такий спосіб їх виконують під час висвітлення нового матеріалу учителем, а самі лабораторні роботи виступають як джерело нових знань, отриманих учнями в результаті виконання ними самостійного експерименту. Евристичним прийомом можуть виконуватись роботи по спостереженню фізичних явищ, вимірюванню фізичних величин, з'ясуванню кількісних залежностей між цими величинами та ін. Якщо лабораторна робота проводиться евристичним способом і при усному керівництві її ходом з боку учителя, то урок-лабораторна містить такі характерні етапи:

1. Виклад нового матеріалу в такий спосіб, коли учні у спілкуванні з вчителем з'ясовують окремі сторони того фізичного явища або процесу, яке на даному уроці вивчається. При цьому попередньо може мати місце проведення учителем демонстраційного експерименту, використання технічних засобів навчання. На основі накопичених наукових фактів вводяться нові фізичні поняття, пояснюється принцип дії нових приладів чи технічних пристроїв і т.п.;

2. Евристичну бесіду, в ході якої учнів підводять до навчальної проблеми, що може бути вирішена через лабораторну роботу, і учням задається цільова установка на вирішення цієї проблеми. Далі, в ході бесіди учні, спрямовані учителем, намічають шляхи експериментального вирішення даної проблеми під час лабораторної роботи.;

3. Виконання учнями дослідів, проведення спостережень, вимірювання фізичних величин, математичне і графічне опрацювання результатів вимірювань. На основі неодноразового виконання учнями цих експериментальних дій, вони ретельно і критично обміркувавши отримані результати, в змозі встановити невідомі їм раніше взаємозв'язки поміж фізичними величинами або й фізичні закономірності.;

4. Підсумкову бесіду, в якій передбачено аналіз кількісних параметрів для фізичних величин, отриманих учнями експериментально і занесених у відповідні таблиці, аналіз графіків, побудованих на основі отриманих результатів, результат інших даних, отриманих учнями з проведених дослідів і спостережень. Використовуючи вищезазначене, учні будують свої висновки і нарешті формулюють нові для них фізичні закономірності.

Лабораторну роботу евристичним способом за письмовою інструкцією доцільно проводити в тому випадку, коли тема уроку передбачає вивчення ряду простих залежностей, які ще невідомі учням. В ході подачі нового матеріалу учитель за допомогою демонстраційного експерименту ілюструє деякі залежності між фізичними величинами, аналізує їх, використовуючи для цього евристичну бесіду, а потім формулює навчальну проблему, яка може бути вирішена в лабораторній роботі, і видає кожній учнівській ланці письмову інструкцію. При виконанні фронтальної лабораторної роботи за письмовою інструкцією етапи експериментальної роботи учнів визначаються пунктами цієї інструкції. Евристичним способом доцільно проводити лабораторні роботи лише в тому випадку, коли в учнів вже сформовані необхідні експериментальні уміння і навички.

2.4 Дослідницький спосіб

Для надання фронтальним лабораторним роботам дослідницького характеру в хід їх виконання органічно додаються деякі експериментальні задачі, із змістом яких учні ознайомлюються заздалегідь. Тобто має місце активне поєднання самостійної роботи учнів з виконанням ними деяких дослідницьких експериментальних робіт, які здійснюються під керівництвом учителя за зразком наукових досліджень. Дослідницький спосіб виконання фронтальних лабораторних робіт характеризується найбільшою пізнавальною самостійністю учнів, коли вони отримують від учителя лише тему роботи, а шляхи її виконання розробляють самі. Вони самостійно проводять всі етапи експериментального дослідження: збирають необхідну експериментальну установку, виконують вимірювання, опрацьовують експериментально отримані результати, формулюють висновки. Функція учителя в цьому випадку в основному полягає у здійсненні контролю за діями учнів. Наприклад, після теоретичного вивчення деякої теми учням пропонують додаткове завдання: розробити проект лабораторної роботи по цій темі чи проект експериментального дослідження. В проекті має бути вказана назва роботи чи дослідження, перелік лабораторного обладнання, схема або малюнок експериментальної установки, передбачувані досліди і спостереження, порядок виконання дослідження, вивід робочої формули, за якою вестимуться розрахунки. Свої проекти учні висвітлюють в зошитах для лабораторних робіт. Напередодні проведення лабораторного заняття учитель збирає зошити і ознайомлюється із запропонованими учнями проектами та можливими методами вирішення сформульованої раніше проблеми. Учитель фізики разом з лаборантом та учнями-помічниками готує необхідне обладнання для декількох різних варіантів проведення даного лабораторного заняття, серед яких обов'язково мають бути варіанти запропоновані в учнівських проектах. На уроці, перед проведенням лабораторної роботи, він робить коротке повідомлення про всі підготовлені варіанти її проведення, аналізує подані учнями проекти, вказує на допущені окремі помилки, наводить короткі рекомендації щодо їх виконання. Після цього учні проводять з максимальною самостійністю лабораторні експерименти, виконують необхідні розрахунки, здійснюють математичну і графічну обробку отриманих результатів, формулюють висновки.

Фронтальні лабораторні роботи, які виконуються дослідницьким способом, спочатку пропонують учням у вигляді невеликих експериментальних задач-проблем. Після набуття учнями певних експериментальних та організаційних умінь виконувати такі роботи, їм пропонують у деякій послідовності нові завдання, які ускладнюються за змістом і за експериментальними діями учнів. Іноді доцільно запропонувати одне спільне і обов'язкове для виконання всіма учнями експериментальне завдання та ще два-три додаткових. При цьому перші завдання не обов'язково повинні носити творчий характер, вони призначені для закріплення і відпрацювання вивченого на попередніх уроках навчального матеріалу. У тих випадках, коли потрібно охопити експериментальним дослідженням значний по обсягу матеріал за мінімально короткий час, фронтальні лабораторні роботи доцільно проводити у формі диференційованих завдань. В такому випадку учнів класу поділяють на дві або три ланки і кожна ланка виконує тільки одне своє завдання. По завершенню роботи обов'язковим є елемент почергового обговорення результатів, отриманих кожною ланкою учнів, і лише після цього робиться загальний підсумок. Оскільки ці додаткові завдання виконуються без інструкцій, то ступінь самостійності учнів при їх виконанні виявляється більш високим, ніж при інших прийомах виконання лабораторних робіт. До того ж неважко помітити до якого рівня піднімається кожний з учнів у оволодінні експериментальними уміннями і знаннями відповідного програмного матеріалу, а також уміннями застосувати ці знання як в стандартних (вже розглядуваних на попередніх уроках), так і в нестандартних ситуаціях, коли для виконання завдання потрібно проявити кмітливість і творчий підхід.

Практика засвідчує, що при такій методиці відчутно змінюється стиль роботи самих учнів: значно менше стає звернень окремих учнів по допомогу до вчителя чи сусідів по парті, оскільки при оцінюванні враховується їх самостійність; темп роботи стає більш ущільненим, учнів значно менше відволікають різноманітні дрібниці. Більшість учнів класу встигає виконати за урок значно більший обсяг роботи, ніж у звичайних умовах. При цьому також помітно змінюється характер розумової діяльності учнів: навантаження на пам'ять знижується, а натомість зростає обсяг логічного і творчого мислення. Допомогу учням вчитель переважно надає диференційовано, в індивідуальному порядку і, як правило, в усній формі, або використовує завчасно підготовлені картки з різноманітними видами додаткових завдань. Кожна така картка містить деяку підказку, причому ця підказка лише в малій мірі наводить учня на вірну думку, але вона не дає розв'язання проблеми.

При виконанні лабораторних робіт дослідницьким прийомом можливим і перспективним є колективний пошук розв'язку поставленого завдання експериментального змісту. В такому випадку доцільно один урок відвести теоретичному розв'язанню поставленої навчальної проблеми, а другий ? експериментальній діяльності учнів. Дослідницьким прийомом можна виконувати лабораторні роботи до вивчення, під час вивчення і після вивчення навчального матеріалу.

Дослідницький прийом виконання лабораторних робіт доцільно використати також для активного повторення і закріплення навчального матеріалу. В таких випадках можуть бути роботи двох типів:

1) роботи, метою яких є закріплення тільки що пройденого матеріалу (наприклад, окремих питань теми уроку) ;

2) роботи узагальнюючого характеру, які передбачають відпрацювання найбільш важливих питань цілої теми курсу фізики або значної її частини.

В першому випадку тривалість робіт може бути невеликою (15-20 хвилин), а виконання їх здійснюватись в ході того ж уроку, на якому розглядається відповідний навчальний матеріал. Дані фронтальні лабораторні роботи володіють деякою специфікою, що, на нашу думку, дозволяє їх виокремити серед інших лабораторних робіт як за змістом так і за методикою та технікою проведення.

В другому випадку, коли мова йде про фронтальні лабораторні роботи узагальнюючого характеру, в ході їх виконання передбачають повторення цілої теми або значної її частини, а тому вони розраховані на весь урок. В такому випадку кількість завдань може бути збільшена (залежно від складності завдань і підготовленості учнів даного класу).

Цим же дослідницьким способом можна виконувати з метою повторення і узагальнення навчального матеріалу ряд фронтальних лабораторних робіт.

Успіх виконання фронтальних лабораторних робіт за описаною методикою залежить від двох обставин: учні повинні добре знати той теоретичний матеріал, який буде використовуватись при виконанні даної лабораторної роботи, і володіти необхідними експериментальними уміннями. Тому перед виконанням лабораторних робіт дослідницьким способом слід перевірити (якщо буде потрібно то відновити) знання теорії і сформувати необхідні експериментальні уміння. Така підготовча робота може проводитись в різних формах: повторення теоретичного матеріалу, розв'язування відповідних задач (іноді достатньо обміркувати з учнями лише загальну ідею розв'язування), аналіз проведених демонстраційних дослідів, які допомагають учням краще підготуватись до лабораторної роботи, виконання короткотривалих експериментальних завдань. При цьому учні повинні бути проінформовані про те, для чого здійснюється така робота.

Систематичне виконання фронтальних лабораторних робіт дослідницьким способом помітно підвищує рівень знань і експериментальних умінь учнів, сприяє розвитку їх пізнавальної самостійності, їх творчого мислення. Але дослідницький спосіб має й ряд слабких сторін: більш тривалий час виконання роботи; мала ефективність при формуванні початкових експериментальних умінь, коли показ і наслідування мають особливо велике значення; недостатня ефективність при виконанні складних робіт, де вкрай необхідна допомога учителя. З всього вище наведеного витікає висновок, що жоден з наведених способів виконання фронтальних лабораторних робіт не можна вважати універсальним, придатним для вирішення будь-яких дидактичних задач.

Кожен спосіб має свої привабливі специфічні особливості і приводить до позитивного результату в цілком визначених умовах і розв'язку тих чи інших навчально-виховних задач. Різноманітність способів виконання лабораторних робіт є необхідною умовою різнобічного розвитку учнів. Навіть при виконанні однієї і тієї ж роботи, як вище зазначалось, можуть бути використані різні способи її виконання, оскільки клас не є однорідним і вчитель має змогу ставити перед різними ланками учнів неоднакові завдання. Але це не означає, що завжди слід поєднувати репродуктивні і проблемно-пошукові способи самостійної експериментальної діяльності учнів. Є такі роботи, для яких можуть бути використані лише способи репродуктивні чи пошукові, так би мовити, в чистому виді. Вибір методичного способу, організація і матеріально-технічне забезпечення відповідного прийому проведення в кінці-кінців визначається дидактичною метою уроку, змістом лабораторної роботи, теоретичною і експериментальною готовністю учнів класу, наявністю у фізичному кабінеті необхідного обладнання як промислового так і самостійного виготовлення для проведення фронтальних лабораторних робіт, а також із врахуванням вікових особливостей учнів. Тому то на першій ступені вивчення фізики (7-8 класи) частіше використовують репродуктивні та ілюстративні способи, а на другій ступені (9-11 класи) -- евристичні та дослідницькі способи.