 |
Использование лабораторного эксперимента для активизации учащихся и развития их творчества
|
|
|
|
Призванный утвердить физику как науку опытную, он выполняет разнообразные учебные функции: первого знакомства с новым явлением; иллюстрации изучаемого материала; измерения количественных характеристик явления; проверки сформулированного учителем закона; развития у учащихся экспериментальных навыков и т.д.
Само место фронтального опыта при изучении физики может быть различным. Например, вариант его постановки в ходе знакомства учащихся 10-го класса с понятием температуры.
Эксперимент начинается после того, как его участники, опустив термометры каждый в свой сосуд, на вопросы: как изменяются со временем показания твоего термометра после его переноса в сосуд соседа? (Оба ученика переносят термометры одновременно). Температуру чего показывает твой термометр в первый момент после переноса его в сосуд соседа? Почему при измерении температуры человека медицинским термометром его надо держать 5-10 мин? Нельзя ли провести измерения быстрее? Одинаковы ли результаты измерения температуры воды в одном и том же сосуде, полученные разными участниками? Почему? Что изменилось бы в результатах, если бы сосуды были очень маленькими? В опыте органично сочетаются элементы теоретического обобщения и экспериментального исследования. Важно, чтобы в дальнейшем полученные при этом знания были логично развернуты и использованы в других формах работы.
С целью повышения качества знаний учащихся я при изложении учебного материала стараюсь развить познавательный интерес школьников к изучаемому, воздействуя на эмоциональную сферу их личности (помня образное выражение одного из ученых, что наука – дочь удивления и любопытства).
|
|
|
Для этого используется парадоксальные вопросы-задачи, которые вызывают удивление учащихся, заставляют их думать, а самое главное – привлекают внимание каждого, способствуют лучшему пониманию физических законов и явлений. Подобные задачи можно подобрать к каждой теме курса.
Опыт показывает, что наличие интереса к изучаемому предмету повышает внимание рассматриваемых вопросов и, следовательно, способствует получению более прочных знаний.
Сформировать глубокие познавательные интересы к физике у всех учащихся невозможно и, наверное, не нужно. Важно, чтобы всем ученикам на каждом уроке физики было интересно. Тогда у многих из них первоначальная заинтересованность предметом перерастет в глубокий и стойкий интерес к науке физике.
В этом плане особое место принадлежит такому эффективному педагогическому средству как занимательность. Учитель, используя свойства предметов и явлений, вызывает у учащихся чувство удивления, обостряет их внимание и способствует созданию у них положительного настроя к учению и готовности к активной мыслительной деятельности независимо от их знаний, способностей и интересов.
Следует различать две стороны занимательности: возможности содержания самого предмета и определенные методические приемы.
Чтобы используемый занимательный материал на уроках дал прочный обучающий эффект, на мой взгляд, нужно соблюдать следующие требования.
1. Занимательный материал должен привлекать внимание ученика постановкой вопроса и направлять мысль на поиск ответа. В частности, учащиеся 7-го класса после рассмотрения вопроса об архимедовой силе с интересом прочтут статью "Загадка водяной капли", а ученики 8-го класса при изучении раздела "Тепловые явления" – статью "Жара и холод".
2. Занимательный материал должен быть не развлекательной иллюстрацией к уроку, а вызывать познавательную активность учащихся, помогать им выяснять причинно-следственные связи между явлениями. В противном случае занимательность не приведет к развитию у школьников устойчивых познавательных интересов. Поэтому учителю следует ставить перед учениками вопросы: "Как?", "Почему?", "Отчего?"
|
|
|
3. Занимательный материал должен соответствовать возрастным особенностям учащихся, уровню их интеллектуального развития. Например, при изучении в 10-м классе броуновского движения лучше привести образное описание этого явления, данное немецким физиком Р.В. Полем в книге "Механика, акустика и учение о теплоте".
4. Дополнительный материал, выбираемый учителем для урока, должен соответствовать увлечениям учеников.
5. Занимательный материал на уроке должен не требовать большой затраты времени, быть ярким, эмоциональным моментом урока. Как показывает опыт, целесообразнее привести на уроке один-два наиболее характерных примера, чем перечислять несколько эффектных, но малозначащих фактов.
Место занимательности на уроке может быть различным.
Таким образом, активизировать познавательную деятельность учащихся на уроках физики можно различными способами, но следует помнить, что эта активизация не должна сводиться к простому увеличению числа выполняемых школьниками самостоятельных работ. Важна методика включения последних в учебный процесс – работы должны в максимальной степени развивать мыслительную активность ребят.
3. Способы развития активизации деятельности ученика на уроках физики на примере закона архимеда
Борьба за действенность знаний должна начинаться у истоков этих знаний, т.е. с самого начала овладения учащимися фактическим материалом основ физики, в процессе изучения ими систематического курса физики.
Прежде всего, знания учащихся должны быть глубоко осмысленными и твёрдыми. Нельзя применять то, что нетвёрдо знаешь. В чём плохо разбираешься. Учащиеся должны хорошо понимать физическую сущность рассматриваемых явлений, закономерностей.
При отсутствии этих качеств знания оказываются формальными. Если ученик выучил формулировку того или иного физического закона, но не понимает физической сущности его, не видит в нём смысла, не находит связи с прежде выученным, то разумеется, не сможет использовать его в практических целях.
|
|
|
Например, при изучении понятия "массы" в 7–м классе поясняются признаки понятия, т.к. уровень знаний учащихся не достаточен для осмысления определения. Но, не поняв физического смысла этих признаков, невозможно будет в 9–м классе понять определение "массы".
Одна из основных причин слабого понимания сущности физических законов, понятий – малая активность учащихся во всём процессе классной работы, что является необходимым условием для сознательного усвоения ими изученного материала. Кроме того, при этом условии возможно наиболее эффективное разрешение задачи – привить учащимся навыки практической деятельности, развить у них умения применять свои знания в решении практических задач.
Малая активность учащихся при изучении нового материала благоприятствует такая организация урока, при которой изучение нового материала производится почти исключительно в форме рассказа учителя. Такое построение урока не может обеспечить активное участие всего класса (или большей его части), т.к. доля участия учеников не может быть большой. Учащиеся неизбежно оказываются в роли только слушателей. При изучении нового материала между учителем и учащимися должен существовать, возможно, больший контакт.
Поэтому, изучая новый материал, нецелесообразно вести урок лекционно. Учитель должен не только вести за собой в своих рассуждениях и во всей своей работе класс, но и вовлекать учащихся в активную вместе с ним работу. Таким образом привлекать учащимся начальные навыки самостоятельного логического мышления, навыки последующей самостоятельной работы.
Активное участие в изучении нового материала может быть обеспеченно такой постановкой занятий, при которой изучение идёт при совместном разрешении тех вопросов, проблем, которые возникают перед учителем и учащимися в связи с прежде изученным материалом. Осуществление такой организации изучения материала может идти следующим образом:
|
|
|
· Надо создать у учащихся перспективу в предстоящей им работе. (В этом случае лучше всего, опираясь на ранее изученный материал, поставить перед учащимися новую проблему, подлежащую разрешению.)
· Необходимо наметить пути и способы разрешения выдвинутой проблемы.
· После того, как будет создана перспектива в работе, можно приступить к совместному разрешению той задачи, которая логично возникает перед учителем и классом. Например, урок изучения нового материала по теме "Закон Архимеда", 7 класс. Приступая к изучению темы, можно предложить учащимся вспомнить о давлении жидкости на погруженное в неё тело и с помощью учителя прийти к вопросу:
"Как давит жидкость на погруженное в неё тело правильной формы (например, формы куба)?" На доску проецируется чертёж. <Рисунок 1>
Чертёж б) конечный чертёж, его можно проецировать на экран последовательно.
Классу ставится вопрос: "Как велика сила давления, производимая жидкостью на левую грань бруска ab "слева направо"?" Опираясь на знания прошлого урока, учащиеся дадут ответ, после чего следует второй вопрос о силе давления на грань куба cd "справа налево". После этого делается вывод (можно позволить учащимся сделать его самим, а затем скорректировать): тело будет сжиматься с боков, но эти силы не будут заставлять тело тонуть или всплывать, т.к. глубина их погружения одинакова, следовательно, и силы, действующие на них, одинаковы и направлены в прямо противоположные стороны. Затем, следует вопрос о том, как велика сила давления на грань bc "сверху в низ". Лучше всего на чертеже показать вертикальный столб жидкости befc рядом с кубом. После этого следует вопрос о силе давления на грань куба ad "снизу вверх". Она равна весу вертикального столб жидкости aefd. На чертеже штриховка второго столба сделана в ином направлении, чем первого, что даёт возможность видеть: штриховка на части столба befc по объёму равна их разности. Класс делает вывод, что давление жидкости на куб снизу больше, чем сверху.
Логические выводы, полученные в результате разрешения поставленных проблем, можно проверить экспериментально. В процессе опыта неизбежно возникает вопрос: "На сколько больше эти силы?" В результате учащиеся выясняют: на столько, на сколько весит вытесненная телом жидкость.
Итогом всей работы становится вывод, который является законом Архимеда.
Путь от теории к опыту позволяет изучить новый материал, исследуя новую проблему. В этом случае учащиеся являются не только слушателями, а активными участниками разработки возникшей перед ними проблемы, развивая исследовательские навыки. Таким же исследовательским методом можно провести урок от опыта к теории, но этот путь лучше всего применять в старших классах.
|
|
|
Активизация деятельности учащихся на первых порах идёт с большим трудом. Одна из причин – мало времени. Учитель должен хорошо знать всех своих учеников. Во время урока необходимо держать в поле зрения весь класс, и участи в разборе нового материала необходимо согласовывать со знаниями и индивидуальными особенностями учеников.
Например, основную мысль может подать наиболее сильный человек, а при обсуждении необходимо привлекать всех учащихся.
Активизировать же деятельность учащихся возможно и на других этапах урока, а так же и на уроках других типов, при выполнении домашних заданий. Например, работа с кроссвордами при закреплении темы или раздела, написание мини–сочинений, сказок или рассуждений, выполнение домашнего эксперимента, Интернет–уроки, презентация темы или раздела и т.д.
Активизируя деятельность учащихся на уроке, его нужно организовать так, чтобы структура урока обеспечивала:
· Проверку подготовки учащихся к разрешению проблемы; изучение нового материала требует от учащихся хорошего знания материала предыдущего урока, поэтому в начале урока следует проверить знания учащихся.
· Привлечение учащихся к выдвижению новой проблемы.
· Установление путей и способов разрешения выдвинутой проблемы учителем вместе с учеником.
· Разрешение вместе с учащимися выдвинутой на данном уроке проблемы.
· Привлечение учащихся к анализу полученных результатов.
· Проверка усвоения учащимися нового материала.
Один из приёмов достижения успеха, работая по данной проблеме, выше предложенным способом – создание проблемных ситуаций.
Учитель, создавая проблемную ситуацию, направляет учащихся на её решение, организует поиск решения. Таким образом, ребёнок ставится в позицию субъекта своего обучения, и как результат у него образуются новые знания, он овладевает новыми способами действия. Трудность управления проблемным обучением в том, что возникновение проблемной ситуации – это акт индивидуальный, поэтому от учителя требуется использование индивидуального подхода.
Методические приёмы создания проблемной ситуации:
· Учитель подводит школьников к противоречию и предлагает им найти способ его разрешения.
· Сталкивает противоречие практической деятельности.
· Излагает различные точки зрения на один и тот же вопрос.
· Предлагает классу рассмотреть явление с различной позиции.
· Побуждает обучаемых делать сравнение, обобщение, выводы из ситуаций, сопоставлять факты.
· Определяет проблемные теоретические и практические задания (например, исследовательские).
"Закон архимеда"
Цель:
1. Раскрыть учащимся физический смысл закона Архимеда через эксперимент, использование Т.С.О., исторический материал.
2. Развивать логическое мышление учащихся через анализ фрагментов из художественной литературы.
3. Формировать у учащихся любовь к книге как источнику знаний.
Оборудование урока: видеопроектор, кодоскоп, приборы для демонстрации опыта с "ведерком Архимеда", динамометр демонстрационный, кирпич на резиновом шнуре, аквариум с водой, пробка. На каждом столе: болт на нитке, стаканчик с водой, учебный динамометр, мишень для игры "Снайпер".
Оформление доски:
"О выталкивающей силе знали все, а чему она равна — понял один" Д.М. Балашов
I. Организационный момент (2')
Ребята, вы видели телевизионный фильм "Капитан Немо"? Как вы думаете, это фантастика или реальность?! Если внимательно прочитать книгу французского фантаста Жуль Верна "Двадцать тысяч лье под водой", то вы убедитесь в научной справедливости некоторых эпизодов, изучив тему нашего урока сегодня. Видимо, автор хорошо понимал законы физических явлений. И он не одинок.
II. Актуализация знаний (5')
Русский писатель А.П. Чехов в повести "Степь" пишет: (цитаты лучше зачитывать из книг-первоисточников для реализации 2 и 3 цели).
"Егорушка... разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал; какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила и понесла его обратно наверх..."
Какая же сила подхватила Егорушку и подняла вверх? Правильно — выталкивающая сила. Давайте с вами повторим все, что мы о ней знаем, потому что она — именинница.
На доске заранее заготовлен кроссворд. Учащиеся, отвечая на вопросы устно, быстро заполняют его на доске.
Вопросы к кроссворду:
1. Имя какого ученого носит закон, который утверждает: "Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в каждую точку жидкости или газа". (Паскаль.)
2. Прибор для измерения силы. (Динамометр.)
3. Куда направлена выталкивающая сила? (Вверх.)
4. С погружением тела в жидкость давление увеличивается. Какая величина характеризует увеличение давления в жидкости? (Глубина.)
5. Математическая величина, которая характеризуется произведением длины, ширины и высоты. (Объем) Допишем формулу на доске, она нам пригодится.
6. Сила, действующая на попру или подвес. (Вес.)
7. А ну-ка, быстро посмотри,
И разреши сомненья
Скажи нам, как узнать внутри
У жидкости... (Давление.)
Формулу дописать на доске.
8. А сейчас я задам последний вопрос, а вы хором ответите на него, прочитав, что получилось по вертикали в выделенных клетках:
Скажи, какой великий человек
Прославил свой далекий, древний век
Тем, что открыл для жидкости закон,
Тем, что навек был в физику влюблен.* (Архимед.)
*Здесь и далее четверостишия к опытам из книги И.Я. Ланиной "Внеклассная работа по физике"
III. Объявление темы урока (8?) (Исторический материал.)
Тему урока, ребята, вы определили сами и она уже на доске, запишите ее в тетради.
Закон Архимеда.
А вы знаете, почему выталкивающая сила — именинница? Потому что у нее сегодня появилось имя, имя великого мыслителя древности — Архимеда. А чем же он так знаменит? На помощь к нам спешит книга Ефима Ефимовского "След колесницы". Зачитаем фрагмент.
Сиракузы. III век до нашей эры.
Автор: Жил в Сиракузах мудрец Архимед,
Был другом царя Гиерона,
Какой для царя самый важный предмет?
Вы все догадались — корона!
Захотелось Гиерону
Сделать новую корону.
Золота отмерил строго.
Взял не мало и не много —
Сколько нужно — в самый раз.
Ювелиру на заказ.
Через месяц Гиерону
Ювелир принес корону
Взял корону Гиерон,
Оглядел со всех сторон,
Чистым золотом сверкает…
Но ведь всякое бывает,
И добавить серебро можно к золоту хитро,
А того и хуже — медь
(если совесть не иметь)…
Гиерон: Вот корона, Архимед,
Золотая, или нет?
Архимед: Чистым золотом сверкает.
Гиерон: Но ты знаешь, все бывает!
И добавить серебро можно к золоту хитро,
А того и хуже — медь,
Если совесть не иметь.
Сомневаться стал я что-то:
Честно ль сделана работа?
Можно ль это, ты скажи, определить?
Но корону не царапать, не пилить…
Автор: И задумался ученый,
Что известно? ВЕС короны,
Ну а как найти ОБЪЕМ?
Думал ночью, думал днем.
И однажды в ванне моясь
Погрузился он по пояс.
На пол вылилась вода —
Догадался он тогда,
Как найти ОБЪЕМ короны
И помчался к Гиерону
Не обут и не одет…
А народ кричит вослед:
Что случилось, Архимед?
Может быть, землетрясенье?
Или в городе пожар?
Всполошился весь базар!
Закрывали лавки даже.
Шум, и крики, и смятенье!
Он промчался мимо стражи.
Архимед: Эврика! Нашел решенье!
Автор: Во дворец примчался он
Архимед: Я придумал, Гиерон!
Во дворце
Архимед: Эврика! Раскрыл секрет!
Гиерон: Ты оденься, Архимед!
Вот сандалии, хитон,
И расскажешь все полом!
Архимед: Пусть весы сюда несут
И с водой большой сосуд…
Все доставить Гиерону!
(Слуги все приносят)
На весы кладем корону
И теперь такой же ровно
Ищем слиток золотой…
(Находит кусок золота, по весу равный короне)
Гиерон: Все понятно!
Архимед: Нет, постой!
Мы теперь корону нашу опускаем в эту чашу.
Гиерон! Смотри сюда —
В чаше поднялась вода!
Ставлю черточку по краю.
Гиерон: А корону?
Архимед: Вынимаю.
В воду золото опустим…
Гиерон: В воду золото? Допустим…
Архимед: Поднялась опять вода
Метку ставлю я …
Гиерон: Куда?
Архимед: Ну конечно же по краю.
Гиерон: Ничего не понимаю.
Лишь две черточки я вижу:
Эта — выше, эта — ниже.
Но какой же вывод главный?
Архимед: Равный вес.
Объем — не равный!
Понимаешь, Гиерон.
Я сейчас открыл закон.
Тот закон совсем простой:
Тело вытеснит…
Гиерон: Постой!
Говоришь, объем не равный?
Мастер мой — мошенник явный!
За фальшивую корону
Он ответит по закону!
Автор: На этом прервалась беседа…
Немало воды утекло с стой поры,
Но помнят закон Архимеда
(Через видеопроектор на экран проецируем иллюстрации. Если нет Т.С., то необходимо нарисовать на бумаге атрибуты – уравновешенные весы с короной и куском золота, чан с водой с отметками уровня воды с короной и с золотом. Наглядность необходима для подготовки учащихся к восприятию физического опыта с "ведерком Архимеда". Мною практиковалось проигрывание спектакля в лицах. Это, естественно, требует дополнительной подготовки учащихся и весь реквизит, чтобы обыгрывать сцену.
Наибольшей эффективности запоминания, а, главное, понимания физической сути открытия и его ценности, удавалось добиться именно включая в урок спектакль. Следует, однако, учесть эмоционально-психологические доминанты в классном коллективе и то, что исторический сюжет – это лишь подготовка к осознанному восприятию физического опыта).
Учитель: Теперь нам понятны слова Д.М. Балашова, которые написаны на доске, и почему выталкивающую силу назвали Силой Архимеда.
IV. Объявление темы урока (12')
1. Фронтальный эксперимент (3')
Ребята, как экспериментально, опытным путем можно определить выталкивающую силу Архимеда, действующую на любое тело, погруженное в жидкость? Хотя бы на эти болтики, что лежат у вас на столе?
В воде тело стало легче на 0,1Н, это и есть величина 
Вам достался болтик, а мне кирпич. Как же мне определить , ведь динамометр не выдержит такой нагрузки?
Поднимаю кирпич, резиновый шнур растягивается. Опускаю в аквариум и резиновый шнур заметно сократился. Определить в данном случае нам поможет Закон Архимеда, но его еще надо вывести.
2. Вывод формулы
Через кодоскоп проецирую рисунок с прошлого урока, а нижнюю часть закрываю.
"Вопрос непрост
Прошу подумать всех,
Докажет кто, что жидкость
Давит снизу вверх".
по закону Паскаля
Закрываю нижнюю часть кодопозитива и открываю её после опыта с "ведёрком Архимеда".
3. Опыт с "ведерком Архимеда" (3')
Опустим цилиндр в воду и соберем всю вытесненную воду в стакан. Выливаем собранную воду из стакана в ведерко; 1) стрелки сравнялись: 
; 2) ведерко полное: 
. Открываем нижнюю часть вывода и проецирую на экран с комментированием и ссылкой на результаты эксперимента. Выключаю кодоскоп. Запишите вывод самостоятельно рядом с рисунком, сделанным на прошлом уроке на заранее оставленном месте. Через 2–3 мин. Высвечиваю для проверки.
4. Вывод и формулировка закона. (2')
— на доске и в тетради.
Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной этим телом.
V. Решение задачи (5’)
Ребята, вы-то молодцы, , действующую на болтики, нашли, а вот как же быть с кирпичом?
Дано:
Решение:
Если тело в жидкость опустить,
Будет сила снизу на него давить.
Почему же тело погружается,
Может быть, здесь физика кончается?
Ответ: , действующая на кирпич? 12,5 Н. 
, поэтому он тонет.
Дома: Рассчитайте 
и сравните с .
VI. Закрепление. (7')
Возвращаемся в читальный зал и попытаемся проанализировать эпизоды из литературных произведений, опираясь на Закон Архимеда.
(1) "Умная галка". Так называется небольшой рассказ Л.Н. Толстого.
Хотела галка пить. На дворе стоял кувшин с водой, а в кувшине была вода только на дне. Галке нельзя было достать. Она стала кидать в кувшин камушки и столько накидала, что вода стала выше и можно было пить.
Зачем галка бросала камни? Почему вода поднималась?
(2) Н.А. Некрасов. "Дедушка Мазай и зайцы"
…Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
"Взял бы я вас — да потопите лодку!"
Жаль их, однако, да жаль и находку —
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок…
Почему Мазай зацепил бревно, а не посадил зайцев в лодку?
FA >…, если VT >…
(3) К.Г. Паустовский, эпизод из повести "Кара-Бугаз".
…Наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко выкидывал его ноги, и при всем тщании, кок погрузиться в воду не смог. Это повеселило команду и улучшило несколько ее дурное расположение. Кок к вечеру покрылся язвами и утверждал, что вода залива являет собой разбавленную царскую водку, иначе — серную кислоту…
Почему кок не смог искупаться в заливе Кара-Бугаз?
FA >…, если ж >…
(4) В отрывке из романа В.Д. Иванова "Русь изначальная" рассказывается, как воин-разведчик Ратибор собирается перейти на другой берег реки. Для этого он взял длинную толстую тростинку, …чтобы дышать под водой. Ноздри и уши пловец заткнул желтым воском… придерживая тростинку за конец губами, он скрылся под водой и обеими руками поднял камень величиной с коровью голову. Обвязав груз тонкой веревкой, Ратибор устроил петлю для руки…
Зачем Ратибор одел кольчугу и еще взял камень?
(5) Опускаю в воду аквариума болтик и пробку и сопровождаю опыт строками:
Если взять два разных тела,
В жидкость опустить одну,
Видно, что одно всплывает
А другое вмиг ко дну.
Жидкость та ж, сомненья нет,
Ну а в чем же здесь секрет?
Литература
1. Шмаков С.А. Игры учащихся – феномен культуры, - М.: Новая школа, 1994 г.
2. Ланина И.Я. Внеклассная работа по физике, - М.: Просвещение, 1977 г.
3. Степанова Г.Н. Сборник вопросов и задач по физике (для 7-8 классов),- Санкт-Петербург.: Специальная литература, 1995 г.
4. Сёмке А.И. Физика. Занимательные материалы к урокам. 7 класс, - М.: НЦ ЭНАС, 2001 г.
|
|
|
