Методика проведения лабораторных работ на уроках физики в основной школе
Лабораторные работы я провожу нетрадиционно, не следуя строго по описанию в учебнике, а как решение экспериментальной задачи с исследовательскими элементами. Известно, что выполнение лабораторных работ по инструкциям снижает степень самостоятельности учащихся, при этом все ученики находятся в одинаковых условиях. Школьные лабораторные работы желательно проводить так, чтобы они давали многоплановые результаты, культивировали у школьников исследовательский дух.
При этом необходимо соблюдать следующую последовательность действий:
- Нахождение общей идеи решения экспериментальной проблемы
- Составление плана исследования
- Обработка полученных результатов
- Формулировка вывода
Опыт показывает, что применение такого метода возможно при условии разумного сочетания с работами, выполняемыми по инструкции. Дело в том, что, во-первых, далеко не каждой работе можно придать проблемный характер, и, во-вторых, даже если это возможно, то не всегда целесообразно.
Элементы исследования в проведении лабораторных работ развивают учебные умения и навыки с учетом индивидуальных способностей учащихся достигать различные этапы творчества.
Исследовательские лабораторные работы, проводимые как индивидуально, так и в группах, могут проходить по следующему плану:
- Учитель сообщает проблему, для решения которой проводится лабораторная работа.
- Знания учащимся не сообщаются. Учащиеся самостоятельно их получают в процессе исследования. Средства для достижения результатов учащиеся выбирают сами, т.е. становятся активными исследователями.
- Учитель управляет процессом исследований.
Лабораторный исследовательский метод проведения занятий по физике помогает учащимся развить следующие общеучебные умения и навыки:
1) Познавательные умения и навыки:
- анализа и синтеза;
- описания наблюдаемых явлений;
- формулировка целей и задач;
- выдвижение гипотезы и предсказание результата;
- использование математических символов;
- установление причинно-следственных связей.
2) Организационные умения и навыки:
- планирование эксперимента;
- рациональное использование времени;
- правильная организация рабочего места при выполнении лабораторных работ.
3) Технические умения и навыки:
- пользование измерительными приборами и измерение физических величин;
- математическая обработка результата;
- подбор материала к лабораторным работам;
- сборка установки, схема эксперимента;
- использование учебной и технической литературы;
- учет правил ТБ;
- расчет погрешности вычисления;
- оформление результатов (схемы, таблицы, графики).
4) Умения и навыки сотрудничества:
- обсуждение задания и распределение обязанностей;
- взаимопомощь и взаимоконтроль (самоконтроль);
- обсуждение результатов и формулировка вывода.
Проделав работу по отбору материала для темы моего исследования, я пришла к выводу: «Нет главных и несущественных методов обучения, но, в зависимости от целей, задач и образовательных требований общества, нужно использовать те, которые являются наиболее актуальными в данный момент, по данной теме, в данном классе, для данной личности».
В настоящее время развитие учебных умений и навыков личности – наиболее актуальная задача образования, т.е. в меняющихся жизненных ситуациях только человек, умеющий переносить ЗУН в новую ситуацию, может быть конкурентоспособным.
Например, в 7 классе я провожу лабораторную работу на определение коэффициента трения скольжения. При выполнении этой работы ученики сами выбирают уровень в соответствии со сформированностью практических умений и навыков.
Карточки напоминания к лабораторной работе I уровня
(для учащихся с низким уровнем сформированности практических умений и навыков).
1) Оформи в тетради план работы:
- Название (учебник ст.164. Пр. № 3)
- Цель: «Научиться»….
- Приборы (учебник ст.164. Пр. №3)
- Ход работы оформи в виде таблицы.
| № | Р, (Н) | Fтр, (Н) | μ = Fтр / Р | Μср=(μ1+μ2 +μ3) / Р |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 |
а) вес бруска найди с помощью динамометра (см. рисунок)
б) найди силу трения, передвигая брусок с помощью динамометра равномерно по деревянной линейке (см. рисунок)
в) проделай опыт 3 раза, меняя массу бруска с помощью набора грузов по 100г.
2) Найдите коэффициент трения для каждого опыта и найдите среднее значение и сравните с табличным.
3) Сделайте вывод о коэффициенте трения.
Карточки-напоминания к лабораторным работам II уровня
(для учащихся со средним уровнем сформированности умений и навыков).
1. Оформи в тетради работу по известному плану:
1)Название.
2)Цель.
3)Приборы.
4)Таблицы и все расчеты.
5)График.
6)Вывод.
Пояснение: подсказка
1) Коэффициент трения можно найти, зная, что Fтр = μ N
- Подумай! Чему будет равен N, если тело движется со скоростью V-const, тогда μ = Fтр / Р
2) Вес и силу трения можно найти с помощью динамометра, но помни, что V-const.
3) График построить не трудно: на одной оси значение Fтр, на другой Р (сделай не меньше 3х опытов). Учитывай погрешность.
4) Из графика найди μ. Сравни с табличным, сделай вывод.
Задание к лабораторной работе: «Определение коэффициента трения скольжения» исследовательского характера:
1.Выясни, как зависит сила трения от способа обработки трущихся поверхностей
(используй различные из предложенных поверхностей).
- Выясни, как зависит сила трения от площади и массы соприкасающихся поверхностей.
Отчет ( предложенный вариант)
1.Я предполагаю, что ………………..
2.Я основываюсь на том, что ……………
3.Рассуждения, на основе которых выдвинута гипотеза ………………
- Что я предполагаю сделать для проверки предположения ……………..
5.Мне необходимы приборы………………
6.План моих действий …………………..
7.Анализ плана:
Что я измеряю? Например: 1)Площадь поверхности; 2) Массу грузов;
Чем я измеряю? Например: 1) линейкой, 2) весами;
Что будет постоянно? Например:1) скорость движения бруска по поверхности.
Сделай вывод о значении коэффициента трения.
Домашние экспериментальные задания с элементами исследования.
В своей работе придаю большое значение организации исследовательской деятельности учащихся во внеурочное время. Часто слышатся упреки со стороны родителей о перегрузке учащихся, о большом объёме домашних заданий. Но ведь никто не жалуется на перегрузку, если труд приносит радость и удовлетворение, как ребенку, так и родителю, так и учителю. Одним из способов, развивающих исследовательские навыки у школьников, является — организация и постановка посильных для школьников домашних учебно-практических проблем. С большим интересом их выполняют ребята в 7,8 классах. В итоге получается «маленькая» научная работа, которую каждый ученик вправе защитить на школьной конференции, которая ежегодно проводится в нашей школе. Я не считаю их обязательными для всех учащихся. Они рассчитаны на учеников, желающих глубже изучить и лучше понять физику (обязательные задания для всех небольшие по объёму и общедоступные). При обсуждении на очередном уроке, когда разгораются споры, такие задания приносят много удовлетворения и пользы. Задавая эксперимент на дом, мы обучаем школьников умению самостоятельно пополнять знания. Это один из самых педагогически эффективных и интересных для учащихся приемов самостоятельной работы. Он способствует осознанному изучению курса, воспитывает самостоятельность и находчивость, развивает индивидуальные творческие способности, мыслительную деятельность, интерес к предмету.
Приведу несколько примеров домашних экспериментальных заданий:
1.Определите предел измерения и цену деления шкалы рулетки. Какие физические величины можно измерить, определить с помощью рулетки? Вычислите площадь поверхности обеденного стола и объем ванной комнаты. Выразите результаты вычислений в м2 и м3.
2.Вставьте плотно воронку в бутылку и попробуйте быстро налить в нее воду. Что вы наблюдаете? Почему вода не вливается в «пустую» бутылку?
3.Возьмите картофелину или яблоко и воткните в них медную и цинковую пластинки. Присоедините к этим пластинкам 1,5В лампочку. Что у вас получилось? (Источник тока)
4.Вырежьте из листа бумаги два одинаковых лепестка и приложите их друг к другу. Слипаются ли они? Повторите опыт, намочив соприкасающиеся стороны лепестков водой. Почему лепестки прилипают друг к другу?
Изготовление простейших самодельных приборов.
«Физику следует рассматривать: как орудие развития и воспитания». Н.А.Умов. Я считаю, что изготовление простейших самодельных приборов является в настоящее время воспитательным моментом, т.к. ребенок больше времени проводит вместе с родителями. Изготовив прибор, ученик не кладет его на полочку, а проводит дома и в школе простейшие опыты. Опыт показывает, что учащиеся быстро « приобретают вкус» к таким работам. Уровень активизации при этом самый высокий, т.к. ученик дома работает самостоятельно. Конечно, такая работа требует много времени, поэтому такие задания часто предлагать нельзя. Задания могут быть общими или только для желающих. Тем самым показываем справедливость слов академика П. Л. Капицы о том, что чем более простыми средствами ставится школьный эксперимент, тем он более полезен для развития творческих способностей учащихся. Так, учащиеся дома изготавливали такие самодельные приборы, как «картезианский водолаз», «камеру обскура», «сегнерово колесо», барометры, электроскопы, магнитные стрелки, музыкальные инструменты и так далее. Вот описание одного из приборов.
«Камера обскура»
Материалы: цилиндрической коробки от чипсов Pringles, тонка бумага.
Последовательность действий
Маленькую камеру обскуру легко сделать из жестянки или еще лучше — из цилиндрической коробки от чипсов Pringles. С одной стороны иголкой прокалывается аккуратная дырочка, с другой — днище заклеивается тонкой полупрозрачной бумагой. Камера обскура готова.
Но намного интереснее делать с помощью камеры обскуры настоящие фотографии. В спичечном коробке, выкрашенном черной краской, вырезается небольшое отверстие и заклеивается фольгой. В фольге прокалывается иглой крохотная дырочка не более 0,5 мм в диаметре. Пропустим через спичечный коробок фотопленку, загерметизировав все щели, чтобы не засветить кадры. «Объектив», то есть дырочку в фольге, нужно чем-нибудь заклеивать или плотно прикрывать, имитируя затвор.
Научное объяснение
Камера обскура работает на законах геометрической оптики.
Экспериментальные задачи.
Экспериментальные задачи в отличие от текстовых, как правило, требуют больше времени на подготовку и решение. Однако решение таких задач положительно влияет на качество преподавания физики. Самостоятельное решение учениками таких задач способствует активному приобретению умений и навыков исследовательского характера, развитию творческих способностей. Учитывая, что эти задачи являются для большинства учеников особо трудными, необходимо тщательно продумывать организацию их деятельности на уроке и руководство ею со стороны учителя. Здесь целесообразно использовать карточки с различными типами помощи для тех ребят, которые быстро не могут найти решение. Количество таких задач 2-3 по каждой теме. Ставлю перед обучающимися задачу и предлагаю найти им самостоятельно способ экспериментального решения (исследования). Это все делается, для того, чтобы учащиеся лучше запомнили и глубже усвоили изучаемый материал.
Вот некоторые примеры экспериментальных задач:
- Определите, сколько капель воды содержится в стакане, если у вас есть пипетка, весы, разновес, стакан с водой, сосуд.
Решение. Накапайте, скажем, 200 капель в пустой сосуд и определите их массу. Во сколько раз масса воды в стакане больше массы 200 капель, во столько раз больше число капель.
- Вычислите внутренний радиус тонкой стеклянной трубочки, используя весы с разновесом, измерительную линейку, сосуд с водой.
Решение. В трубочку наберите воду. Измерьте высоту столба жидкости, затем вылейте воду из трубочки и определите её массу. Зная плотность воды, определите её объём. Из формулы V = SH = R2H вычислите радиус.
- Как вылить воду из банки, стоящей на столе, не прикасаясь к ней?
Оборудование. Трёхлитровая банка, на 2/3 заполненная водой, длинная резиновая трубочка.
Решение. В банку опустите один конец длинной резиновой трубочки, заполненной водой полностью. Второй конец трубки возьмите в рот и отсасывайте воздух до тех пор, пока уровень жидкости в трубке не окажется выше края банки, затем выньте её изо рта, а второй конец трубочки опустите ниже уровня воды в банке – вода потечёт сама. (Этот приём часто используют водители при переливании бензина из бака автомобиля в канистру).
- Определите, какое давление оказывает металлический брусок, плотно лежащий на дне сосуда с водой.
Решение. Давление на дно стакана складывается из давления столба жидкости над бруском и давления, оказываемое на дно непосредственно бруском. С помощью линейки определите высоту столба жидкости, а также площадь грани бруска, на которой он лежит.
- У вас игрушечный пистолет и линейка. Определите скорость вылета «пули» при выстреле.
Решение. Выстрел сделайте вертикально вверх, засеките высоту подъёма. В наивысшей точке кинетическая энергия равна потенциальной – из этого равенства найдите скорость.
Использование данных педагогических технологий на уроке и во внеурочное время позволило повысить уровень познавательных способностей обучающихся в сфере учебной и внеклассной деятельности, наблюдается повышение интереса обучающихся к предмету «Физика». Таким образом, труд, затраченный на управление познавательной деятельности с помощью использования различных форм, приемов и методов обучения, оправдывает себя во всех отношениях. Он повышает качество знаний, продвигает ребенка в общем развитии, помогает преодолевать трудности, вносит радость в жизнь ребёнка, позволяет вести обучение в зоне ближайшего развития, создаёт благоприятные условия для лучшего взаимопонимания учителя и обучающихся, их сотрудничества в учебном процессе. Ребёнок становится ищущим, жаждущим знаний, неутомимым, творческим, настойчивым и трудолюбивым в соответствии с реализацией ФГОС второго поколения. Навыки лабораторных работ являются очень важной образовательно-воспитательной компонентой подготовки старшеклассников к обучению в ВУЗах. Результатом своей работы по развитию данных навыков обучающихся на уроках и во внеурочное время считаю успешное участие в различных олимпиадах и конкурсах.
Таким образом, широко используя различные приемы активизации творческой активности и применяя их в учебном и внеурочном процессе, можно добиться положительных результатов в обучении и воспитании школьников.
Опыт работы могут использовать учителя физики, работающие в основной и старшей школе на базовом и профильном уровне.
Литература:
- Воронцова А. Б. -Сборник проектных задач (работаем по стандартам) -М.:Просвещение, 2021г.
- Господникова М. К.- Проектная деятельность в школе: -Издательство «Учитель», 2018г.
- Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования.–М.:ВЛАДОС, 2021.
- Щукина Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. — М.: Просвещение, 1979.
.
