Учебная деятельность учащихся в процессе демонстрационного физического эксперимента

Автор: Сабирьянов Игорь Газинурович

Организация: МБОУ СОШ№5

Населенный пункт: ЯНАО, г. Губкинский

Подавляющее большинство разработок в учебных пособиях и журнальных статьях посвящено физической стороне и технике демонстрационного и лабораторного эксперимента и очень редко — методике его использования для обучения физике.

Обычно под методикой школьного учебного эксперимента понимают теоретические и экспериментальные методы и технические приемы исследования или обнаружения какого-либо физического явления. Например, статья И.Т. Щепилова «Две демонстрации» [1, с.17] посвящена детальному описанию демонстрационных установок и некоторых необходимых для проведения опытов технических приемов. Вся методика обучения в статье сводится к полезным советам типа «опыт можно показать при изучении магнитных свойств вещества» или «полезно показать магнитострикционный эффект при изучении ультразвука».

В школьном учебном эксперименте по физике следует различать следующие стороны: физику, теорию, технику, методику эксперимента и методику обучения, развертываемую с помощью этого опыта.

Под физикой эксперимента мы понимаем физические явления и их теорию, исследуемые в данном опыте. Под теорией эксперимента мы понимаем теоретические положения, которые лежат в основе конструирования и принципа действия экспериментальной установки. Техника эксперимента – это устройство установки, характеристики и параметры используемых частей, рекомендации по выполнению отдельных этапов опыта и т.п.

К методике эксперимента относим определяемые целями и особенностями обучения последовательность проведения опыта, способы наблюдения и обработки результатов, методы их интерпретации и т.д.

В указанном учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные только с методикой обучения физике и решаемые с помощью демонстрационного эксперимента. Поэтому, говоря «методика учебного физического эксперимента», мы будем иметь в виду методику обучения в процессе демонстрации, проведения, наблюдения и обработки результатов физического опыта.

Сам по себе эксперимент без правильной методической обработки дает ничтожно мало для процесса обучения и познания, в лучшем случае он воспринимается как фокус, в худшем случае – как непонятные манипуляции с приборами и установками.

Усвоению научных знаний по физике способствует ясное понимание предмета физики. Отчетливое знание предмета физики поможет ориентироваться в окружающем мире, выделять явления, относящиеся к физике, и привлекать для их объяснения и использования весь аппарат современных физических знаний. Вот почему для построения теории необходимо определить предмет физики как науки.

При выявлении предмета физики мы учитываем, что каждый объект (вещь, предмет, явление) имеет большое количество свойств. Так, детский мяч имеет цвет, упругость, определенный химический состав, вес, гладкую поверхность, прохладен на ощупь, у него форма шара, один край тяжелее другого, в воде плавает и т.д. Философы утверждают, что у каждого объекта бесконечное множество свойств. При этом все свойства делятся на качественные и количественные.

Количественные свойства, которые присущи объекту в большей или меньшей мере и могут быть измерены, мы будем называть характеристиками. Тогда предметом физики будут характеристики объектов и устойчивые связи между ними [2, с.18].

При наблюдении физических явлений мы обращаем особое внимание на их характеристики. Измеряя характеристики или оценивая их величину в разные моменты времени, мы получаем возможность обнаруживать закономерные связи между ними и открывать, таким образом, законы.

Важным методом исследования в физике как науке является моделирование. Построить модель — это значит из множества сходных объектов выбрать один, наиболее удобный для исследования в данном конкретном случае и имеющий образ (набор выделенных нами характеристик), совпадающий с образом исследуемых объектов (процессов). Результаты изучения модели распространяются на все объекты выделенного класса.

Не следует при этом думать, что модели обязательно должны быть только муляжами или грубыми подделками реальных машин и механизмов. Например, кипение воды в стеклянной колбе, поставленной на спиртовку, служит в физике моделью всех нынешних, прошедших и будущих случаев кипения любых известных и неизвестных жидкостей, так же как падение стального шарика в комнате моделирует падение всех других тел.

Модель в физике может быть не только материальной, но и иметь материализованную знаковую форму (знаковая модель). В этом случае реальный объект заменяется описанием комплекса свойств и функциональных связей между ними. Знаковая модель удобна для описания результатов научных исследований, широко используется для того, чтобы лучше разобраться в системе знаний, выявить внутренние противоречия, найти слабые места в обосновании законов, выделить узловые точки развития теории и т.п. В методике преподавания физики знаковые модели широко используются для изложения научных знаний. Большая часть текстов школьных учебников посвящена описанию, толкованию и обоснованию таких моделей.

Главным инструментом в физике являются не огромные синхрофазотроны, вакуумные установки, космические орбитальные станции, телескопы, разнообразные измерительные приборы и тому подобные вещи, а физические понятия. Без них невозможно отделить один объект от другого, выделить явление, привлечь для исследования приборы, сконструировать и использовать сложнейшие и дорогостоящие установки, без физических понятий нет, и не может быть физики.

Важную роль играют в физике гипотезы — предположения, позволяющие объяснить некоторые явления. Без них невозможно обойтись в самых простых опытах и наблюдениях. Достоверность гипотез проверяются опытами. Гипотезу о том, что все тела состоят из очень маленьких частиц, подтверждают опытами с последовательным растворением жидкости, окрашенной маленькой крупинкой краски.

В математике вопрос о существовании чего-то считается чуть ли не самым важным вопросом: вспомните хотя бы многочисленные теоремы о существовании различных математических, объектов. Физика, как наука, редко задается таким вопросом, но, по-видимому, зря; если это происходит, то обычно появляются крупные открытия. Например, вопросы о существовании теплорода, электрических жидкостей, абсолютной одновременности породили фундаментальные теории: термодинамику, электродинамику, теорию относительности соответственно. Поэтому имеет смысл каждый раз тратить время на доказательства существования очередного изучаемого явления (объекта) [2, с.19].

Психологические, дидактические и технологические исследования разных поколений крупных ученых (К.Д. Ушинского, Л.С. Выготского, П.П. Блонского, СЛ. Рубинштейна, А.Н. Леонтьева, П.Я. Гальперина, Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, Н.Ф. Талызиной и др.) показали, что процесс обучения не может успешно развертываться:

1. без соблюдения законов познавательных процессов, учета эмоционально-волевой сферы учащихся и развития индивидуально-психологических особенностей (общая психология);
2. без учета возрастной динамики развития психики индивида, особенностей познавательных процессов, законов усвоения знаний, возрастных факторов развития личности (возрастная психология);
3. без использования условий целенаправленного развития познавательной деятельности и положительных качеств личности, учета взаимоотношений участников учебно-познавательного процесса (педагогическая психология).

В большинстве теорий принципиально по-новому ставится цель обучения. Если при традиционном подходе требовалось, чтобы учащийся запомнил определенный объем знаний и умений по отдельным предметам, «совокупность не связанных друг с другом понятий разного уровня, представляющих собой своеобразную мозаику, а не целостную систему» (Д.Б. Эльконин), то основоположники психологической теории основной целью обучения считают психическое и творческое развитие детей. Теперь главным в процессе обучения стало развитие личностных качеств ученика средствами конкретного учебного предмета и происходящие с ним изменения, а не сумма знаний и умений, которые он должен усвоить.

Одним из необходимых условий осуществления новой парадигмы обучения является превращение учащегося из объекта обучения в субъект. Трудность заключается в том, чтобы суметь превратить любого школьника в субъект своей учебной деятельности, чтобы он сам себя активно переделывал; чтобы ученик был не «обучаемый», а «обучающийся», т.е. «Я учусь сам, а не меня учат. Я сам себя активно перестраиваю, а учитель мне в этом помогает». Это окажется возможным только в том случае, если ученик осознает необходимость изучения данного материала и будет внутренне готов ответить для себя на вопрос: «Для чего мне нужен данный предмет, тема, учебная задача?» Мотивация и заинтересованность — это первый необходимый (но сам по себе еще не достаточный) момент в обучении.

Разрабатываемая педагогом учебная технология должна содержать в себе все основные компоненты любой деятельности, т.е. реализовывать развитие мотивов, постановку учебных (познавательных) задач, определение способов их решения, сам процесс решения, действия контроля, самоконтроля, оценки и самооценки. При таком подходе к организации процесса обучения ученик становится его субъектом, в нем целенаправленно могут изменяться психические функции, личностные и характерологические качества [1, с.21].

Субъектность обучающегося означает, что он осознает свои действия на уроке; понимает, как, с помощью каких средств и для чего он выполняет данное задание. Превращение ученика из пассивного объекта в активный субъект — это важное условие эффективного обучения, но еще не достаточное. Главным все же остается процесс учения, то, как он будет организован, каким образом преподаватель сможет вызвать в ученике его активность, опереться на нее и поддерживать в течение всего занятия. Чтобы это происходило, преподаватель должен специально проектировать свои занятия, сознательно нацеливая их на конкретные качественные изменения в личности обучающихся.

Психологическая концепция деятельностного подхода рекомендует оценивать работу обучающихся не по конечному результату, а характеристиками самого процесса выполнения действий; видеть происходящие в нем изменения; сравнивать его не с отличником — одноклассником, а с ним самим, со вчерашним; активно поощрять при достижении положительных результатов, а слабым предлагать такие задания, чтобы они с ними справились с минимальной подсказкой преподавателя.

В мыслительном процессе различают следующие основные этапы: осознание проблемной ситуации, постановка проблемы или познавательной задачи, их разрешение посредством соотнесения, сравнения, выделения существенного, обобщения, анализа, синтеза, абстрагирования, конкретизации, классификации, выдвижения гипотез и т.д. [2, с.22].

Теория поэтапного формирования умственных действий утверждает, что для успешного формирования указанных выше умений обучающиеся в процессе обучения должны проходить следующие шаги (этапы): осознание необходимости выполнения этих действий (мотивационный этап); составление образа предстоящей деятельности, выбор способа и составление программы деятельности (этап ориентировочной основы деятельности); выполнение деятельности в развернутом виде с реальными предметами с обязательным проговариванием вслух содержания очередных действий (материализованный этап); выполнение деятельности путем проговаривания содержания очередных действий, но без предметов (внешнеречевой этап); выполнение деятельности в уме, проговаривая содержание действий «про себя» (умственный этап).

Таким образом, предметом усвоения в учебном физическом эксперименте должны быть способы извлечения информации о его характеристиках и закономерностях. Согласно развиваемой теории, опыты необходимо организовать так, чтобы в его процессе демонстрировалось движение мысли учителя (исследователя) и создавалась возможность вовлечения в это движение мыслей учащихся. Методически правильно отработанный учебный физический эксперимент поможет активному развитию мышления учащихся и усвоению ими исследовательского метода познания окружающего нас мира.

Список литературы

1. Соловьянюк Г.М. Методика демонстрационного эксперимента по физике: Учебное пособие. Часть I.— М., 2010.- 120 с.
2. Соловьянюк Г.М. Методика демонстрационного эксперимента по физике: Учебное пособие. Часть II.— М., 2010.- 146 с.

 

1. file0.docx.. 22,1 КБ

Опубликовано: 10.10.2019