K005278 Курсовая работа Организация школьного физического эксперимента, соответствующего требованиям современного ФГОС по физике

Введение

Актуальность темы исследования.

 Образование во всём мире переходит к компетентностной парадигме. Это означает, что с современными знаниями у выпускников школы должны быть сформированы способности анализа ситуации, понимания проблем, решения различного рода задач, умения делать выводы и умозаключения.

 В современном мире ценится не столько владение большим объёмом информации, сколько умение продуктивно действовать, умение самостоятельно добывать и применять имеющиеся знания на практике, умение развивать и обогащать свой опыт, а так же при необходимости, переучиваться.

 Современное состояние общества диктует всё новые условия в подготовке креативных людей. Поэтому методологической основой федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС)  нового поколения является системно – деятельностный подход к обучению, который должен обеспечить, прежде всего, активную учебно – познавательную деятельность учащихся. При этом большое значение для реализации ФГОС нового поколения имеет рационально – личностная функция школьного физического эксперимента, т.к. она направлена на развитие у учащихся мышления и связанных с этим таких индивидуальных качеств как творчество и самостоятельность, заложенных в принципах системно – деятельностного  подхода к обучению.

  Школьный физический эксперимент является одним из ведущих методов школьного курса физики. Изучение физики может быть полноценным только при систематическом и хорошо продуманном использовании учебного физического эксперимента, т. е. когда наблюдения и опыты станут в число ведущих методов обучения (сноска Синенко.).

В методической литературе, в основном, идёт речь о конкретных опытах.

 Вопросы организации познавательной работы учащихся, отбора материала для неё, рационального включения в учебный процесс остаются без должного внимания. По мнению В.Я. Синенко:  «до 90% учителей физики по их самооценке, испытывают серьёзные затруднения в методике его организации в соответствие с требованиями ФГОС нового поколения».

  В связи с этим возникают противоречия между значимостью школьного физического эксперимента в обучении физике и недостаточной разработанностью методических приёмов, обеспечивающих активную познавательную деятельность учащихся.

На основе данных противоречий возникла проблема исследования, состоящая в поиске ответа на вопрос: каким образом можно вовлечь учащихся в активную познавательную деятельность на основе школьного физического эксперимента.

Объект исследования: процесс обучения учащихся физике.

Предмет исследования: организация школьного физического эксперимента, соответствующего требованиям современного ФГОС по физике.

Цель исследования: теоретическое обоснование и разработка методических приемов организации школьного физического эксперимента для реализации системно-деятельностного подхода к обучению физике

Гипотеза исследования: если школьный физический эксперимент будет организован на основе системно-деятельностного подхода и будет использована вся система школьного физического эксперимента, то повысится уровень мотивации учащихся к усвоению знаний.

Задачи исследования:

1. На основе анализа  психолого-педагогической, научно-методической литературы  и нормативных  документов обосновать значимость и необходимость организации физического эксперимента в контексте модернизации школьного физического образования.

2. Определить теоретические основы организации учебных занятий с использованием системы школьного физического эксперимента.

3. Изучить требования, предъявляемые ФГОС нового поколения к обучению физике.

4. Обосновать значимость школьного физического эксперимента для реализации системно-деятельностного подхода к обучению физике.

Глава 1 Организация учебных занятий  с использованием школьного физического эксперимента

1.1  Система школьного физического эксперимента.

Учебный эксперимент – это воспроизведение с помощью специальных приборов физического явления (реже – использования его на практике) на уроке, в условиях, наиболее удобных для его изучения. Поэтому он служит одновременно источником знаний, методом обучения и видом наглядности.

Демонстрация опытов на уроках, показ некоторых из них с помощью кино и телевидения, выполнение лабораторных работ учащимися составляют основу экспериментального метода обучения физике в школе.

Будучи средством познавательной информации, учебный эксперимент одновременно является и главным средством наглядности при изучении физики; он позволяет наиболее успешно и эффективно формировать у школьников конкретные образы, адекватно отражающие в их сознании реально существующие физические явления, процессы и законы, их объединяющие.

Правильно  организованный школьный физический эксперимент служит также эффективным средством воспитания таких черт характера личности, как настойчивость в достижении поставленной цели, тщательность в получении фактов, аккуратность в работе, умение наблюдать и выделять в рассматриваемых явлениях их главные признаки и др.

Чтобы дать учащимся глубокие и прочные знания, сформировать у них важные практические умения и навыки, необходима координация в применении различных видов учебного эксперимента.

Рассмотрим классификацию школьного физического эксперимента. Наиболее удобной является классификация физического эксперимента по организационному признаку, наиболее полно учитывающему деятельность учителя и учащихся.

В этом случае система современного учебного эксперимента по физике включает следующие виды:

Демонстрационный эксперимент

Демонстрационный эксперимент используется, главным образом, при изложении учителем нового материала путём рассказа, лекции или беседы. Методическая проблема, которая при этом возникает - это место демонстрационного опыта в системе изложения материала. Все зависит от дидактической цели, поставленной учителем, от содержания учебного материала и принятой методики изложения. Опыты по физике составляют органическую часть изложения. Поэтому каждый демонстрационный эксперимент ставится в определённой части урока, когда возникает необходимость в нем. После того как учащиеся пронаблюдали явление, учитель объясняет его механизм. Затем опыт повторяется. После теоретического объяснения учащиеся уже будут наблюдать явление по-другому. Теперь учитель может более детально его комментировать.

Хорошо поставленная демонстрация опыта производит огромное впечатление на учащихся и надолго запоминается. Не следует  ставить сразу много опытов, показывающих одно и то же явление. Большое число опытов рассеивает  внимание учащихся и притупляет их восприимчивость.

Многие демонстрационные эксперименты по физике могут  использоваться как иллюстрации к выведенным теоретическим законам. Эксперимент, в этом случае, является завершающим звеном, подтверждающим теоретические рассуждения.

Основная задача школьного демонстрационного эксперимента – показ физического явления с качественной стороны. Но не следует отказываться и от количественной оценки, если это возможно. Допустим, что изучается зависимость силы электрического тока от напряжения и сопротивления. При помощи демонстрационного эксперимента можно показать, что сила электрического тока пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению. Учитель, проделав такой опыт, затем обобщает его, и лишь после обобщения эта зависимость приобретает характер закономерности.

Большое  значение имеет демонстрация опытов, иллюстрирующих объяснение учителя. Так, при изучении прямолинейного движения демонстрируют равномерное и неравномерное движение тележки по демонстрационному столу, при изучении агрегатных превращений – кипение воды. Эти явления учащиеся, безусловно, видели раньше, однако, как показывает практика, такие демонстрации имеют высокую педагогическую эффективность, поскольку учитель руководит наблюдением школьников и обращает их внимание на важные для понимания сущности явления обстоятельства. Демонстраций такого типа больше всего в обязательном минимуме, предусмотренном программой.

С помощью демонстрационного эксперимента учитель руководит ходом мыслей учащихся при изучении явлений и связей между ними. Из этого следует не рушимое правило для преподавателя физики: демонстрация должна быть органически связана с его словом, с излагаемым материалом – это одно из важнейших условий успешного формирования физических понятий. Демонстрации приучают учащихся искать источник знаний по физике в явлениях внешнего мира, в опыте, что имеет неоценимое значение для формирования диалектико - материалистического мировоззрения.

Важно, чтобы опыты по той или иной теме составляли логически связанную систему, в которой каждый следующий развивает предыдущий и опирается на него, причем ученики должны видеть и понимать взаимосвязь опытов. Это достигается тем, что демонстрационная установка для каждого следующего опыта в основном оставляется прежней, а новый эффект получается путём небольшого её изменения или дополнения.

Необходимость той или иной демонстрации определяется принятой методикой преподавания данной темы. Эксперимент не должен загружать урок, он призван иллюстрировать основные положения изучаемого материала, ставить вопросы для выяснения, подтверждать выводы из изложенного материала. Некоторые  важные опыты (например, при изучении архимедовой силы) можно повторять в новых вариантах, цель которых – содействовать более глубокому усвоению материала, раскрытию иных сторон рассматриваемого явления. Среди равноценных по смыслу опытов преимущество следует отдавать тому из них, который более выразителен и выполняется на самом простом оборудовании.  Содержание опытов и методика их проведения должны быть спланированы так,  чтобы в большинстве случаев присутствовали элементы занимательности, связанные с неожиданностью результата эксперимента, новизной демонстрируемого явления или условий, в которых оно наблюдается.

Фронтальные лабораторные работы

   Лабораторные работы развивают наблюдательность, умения и навыки по постановке и технике эксперимента, прививают логическое мышление, учат отличать главное от второстепенного. Лабораторная работа должна ознакомить учащихся с физическими явлениями.

 По содержанию лабораторные работы делятся:

1) Для констатирования различных явлений, их наблюдения и изучения.

2) Для иллюстрации законов и установления количественных зависимостей между величинами.

3) По измерению различных величин.

4) По определению физических постоянных.

5) Для ознакомления с различными приборами и техническими установками.

  Виды лабораторных занятий:

1) Лабораторная работа на уроке.

2) Лабораторная работа во внеучебное время,  для наиболее интересующихся физикой.

3) Домашние экспериментальны работы

  По дидактической цели лабораторные работы различают:

1) Наблюдение и изучение физических явлений.

2) Ознакомление с измерительными приборами и измерение физических величин.

3) Ознакомление с устройством и принципом действия некоторых физических приборов и технических установок.

4) Обнаружение или проверка количественных закономерностей

5) Определение физических констант, физических характеристик веществ и процессов.

Фронтальный опыт

Фронтальный опыт – какое-либо одно практическое действие (измерение, наблюдение), выполняемое учащимися без письменной инструкции под непосредственным руководством учителя; завершается он выводом, сразу же входящим в содержание изучаемого материала.

Фронтальные опыты часто выполняются каждым учащимся отдельно; лишь наиболее сложные из них – группами по два человека. Они дают возможность учителю непосредственно руководить мышление школьников на уроке, концентрировать их внимание на главном и наиболее важном в изучаемых явлениях и процессах.

Фронтальные опыты полезны при закреплении и повторении пройденного материала, выработке умений и навыков, при изучении новых приборов.

Выбор содержания фронтального опыта для учителя должен зависеть от стремления органически соединять практические действия учащихся с их умственной деятельностью в момент изложения учителем нового материала, давать возможность ученикам при изучении явления, закономерности, устройства прибора самим провести наблюдение явления, самостоятельно убедиться в существовании рассматриваемой закономерности, ознакомиться с прибором.

Физический практикум

  Физический практикум более высокая ступень лабораторных занятий. Разные группы учащихся выполняют разные работы, по содержанию работы физического практикума более сложные, трудоемкие, требуют больше времени. Первое занятие практикума обязательно начинается с вводной беседы, в которой дается краткая характеристика работ, инструктаж по технике безопасности.

Учитель дает пояснение: 1) как готовится к работе; 2) что делать на занятии;                       3) требования к отчету; 4) организация контроля и оценки работы; 5) график выполнения лабораторных работ.

  Функции учителя в процессе выполнения лабораторной работы – контроль над подготовкой учащихся, сборкой установки, правильностью работы с измерительными приборами, качеством обработки результатов и оформления отчетов, техникой безопасности.

Домашние лабораторные работы

  Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.

  Главная задача экспериментальных работ этого вида:

1) формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;

2) формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;

3) формирование интереса к эксперименту и к изучению физики; формирование самостоятельности и активности.

Домашние лабораторные работы, в зависимости от используемого при их выполнении оборудования, могут быть классифицированы:  а) работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.; б) работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп и др.); в) работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью..

Экспериментальные задачи.

 К экспериментальным задачам относят такие физические задачи, постановка и решение которых органически связаны с экспериментом: с различными измерениями, воспроизведением физических явлений, наблюдениями за физическими процессами, сборкой установок электрических цепей и т.д.

  Большинство таких задач строится так, чтобы в ходе решения ученик сначала высказал предположения, обосновал умозрительные выводы, а потом проверил их опытом. Такое построение вызывает у учеников большой интерес к задачам и при правильном решении большое удовлетворение своими знаниями.

 Экспериментальные задачи можно разделить на следующие виды:

1) Задачи, в которых для получения ответа приходится либо измерять необходимые физические величины, либо использовать паспортные данные приборов, либо экспериментально проверять эти данные.

2) Задачи, в которых ученики самостоятельно устанавливают зависимость и взаимосвязь между конкретными физическими величинами.

3) Задачи, в условии которых дано описание опыта, а ученик должен предсказать его результат.

4) Задачи, в которых ученик должен с помощью данных ему приборов и принадлежностей показать конкретное физическое явление без указаний на то, как это сделать, или собрать электрическую цепь. Сконструировать установку из готовых деталей в соответствии с условиями задачи.

5) Задачи на глазомерное определение физических величин с последующей экспериментальной проверкой правильности результата.

6) Задачи с производственным содержанием, в которых решаются конкретные практические вопросы.

 Значение экспериментальных задач в том, что они повышают активность учащихся на уроке, способствуют устранения формализма в знаниях, приобретению навыков исследовательского характера, формируют критический подход к оценке результатов измерений.[6]