Фізика – наука експериментальна, Контент-платформа
Фізика – наука експериментальна. Під експериментом розуміють досвід, т. е. спостереження досліджуваного явища в умовах, що дозволяють стежити за його ходом і відтворювати щоразу при повторенні тих же умов. Тому розуміння і свідомість фізичної теорії неможливе без підтверджених даних, тобто без експерименту. Вона передбачає активну самостійну позицію учнів у навчанні; розвиток загальнонавчальних умінь та навичок: насамперед дослідницьких та самооцінних; Формування умінь, пов'язані з досвідом, їх застосування у практичній діяльності, пріоритетне націлювання в розвитку пізнавального інтересу учнів, реалізацію принципу зв'язку навчання із життям.
Як пробудити в учнів потяг до знань? Як пожвавити процес навчання, як створити атмосферу радісної піднесеності, що супроводжує пошук і творчість? Як зробити навчальну діяльність життєрадісною, захоплюючою та цікавою.
Допоможе вирішити ці питання при навчанні фізики постановка учня в умови дослідника, на місце вченого чи першовідкривача
Для учня спостереження і досліди, і організація дослідницької діяльності щодо фізики – необхідний чинник, що дозволяє підвищити інтерес до фізичної науки, зробити її цікавою, цікавою і корисною і усвідомити, що фізика – це страшно, фізика – це цікаво.
Саме експеримент допомагає учневі не тільки краще зрозуміти теорію, а й активно включатися в роботу на уроці, висувати свої теоріївирішення проблеми, вирішувати не лише разом з учителем поставлені завдання, а й навіть самостійно. Експеримент становить важливу сторону практики. З його допомогою наука спроможна як пояснити явища матеріального світу, а й безпосередньо опанувати ними. Тому експеримент є одним із головних засобів зв'язку науки з життям.
Експеримент є одночасно джерелом знань, методом навчання та засобом активізації пізнавальної діяльності учня.
Він ставиться для класу. Значна частина учнів, особливо хлопчиків, має інтерес до техніки взагалі, що рано прокинувся. Тому поява на демонстраційному столі будь-яких технічних пристроїв у вигляді приладів демонстраційного експерименту привертає їхню увагу.
Для успішної дослідницької діяльності необхідно виробити в учнів навички роботи своїми руками та пробудити інтерес до дослідницької роботи.
Важливо, щоб учні навчилися:
Складати план досліджень;
Підбирати необхідні прилади та матеріали;
Збирати необхідні установки;
Проводити дослідження та формулювати висновки
Психологи відзначають, що складний зоровий матеріал запам'ятовується краще, ніж його опис. Тому демонстрація дослідів запам'ятовується краще, ніж його розповідь вчителя про фізичний досвід.
У практиці навчання фізики у школі склалися три види експериментальних занять:
-домашні експериментальні роботи з фізики
Зупинимося на домашніх експериментах з фізики.
Сьогодні у сфері освіти набирають чинності нові критерії оцінки якості освіти, які враховують динаміку розвитку кожного учня. Це з наростаючою швидкістю змін у суспільстві: змінюються держави, технології, спосіб життя, виникаютьнові продукти та потреби, змінюються форми роботи. Найбільш успішними стають люди, які можуть за обмежений час створити унікальний продукт чи послугу, перебудуватися та опанувати нові методи роботи, запропонувати неординарний вихід із проблемної ситуації, тобто реалізувати певні компетенції. Необхідність швидкого пошуку вирішення виробничих і наукових завдань, що виникають, призвела до поширення самостійної діяльності як технології вирішення проблем. Зрозуміло, що успішних фахівців можна отримати, лише якщо формувати їх зі шкільної лави. В результаті самостійна діяльність учнів незворотно стане однією з найважливіших форм сучасної освіти.
Під час проведення демонстраційного досвіду у класі час, відведений досвід, обмежується тривалістю уроку, а насправді ще менше. При цьому основну діяльність виконують вчитель і, у кращому разі, один – два учні. Інші лише спостерігають за проведенням досвіду. Часто після уроку, на якому проводилася демонстрація, до столу вчителя підходить багато дітей, які бажають покрутити ручку генератора, помацати склянку з водою на дотик, щоб визначити її температуру тощо. Це все показує те, що багато дітей самі хочуть ставити досліди, їм це цікаво! Вчителі завжди намагаються (звичайно, якщо це добрі вчителі) вести навчання таким чином, щоб дітям було цікаво. А тут і шукати нічого не треба - діти самі підказують про те, що вони не проти поекспериментувати самі, подивитися ті явища, про які розповідав вчитель у теорії, на практиці.
Що потрібно дитині, щоб провести досвід вдома? Насамперед, напевно, це досить докладний опис досвіду, із зазначенням необхідних предметів, де у доступній для дитини формі сказано, що треба робити, на що звернути увагу. У шкільних підручниках фізики додому пропонується або вирішувати завдання, або відповідати на поставлені наприкінці параграфа питання. Там рідко можна зустріти опис досвіду, який рекомендується школярам самостійного проведення будинку. Отже, якщо вчитель пропонує учням зробити щось вдома, він зобов'язаний дати їм докладний інструктаж. Досвід не повинен вимагати від учня будь-яких суттєвих матеріальних витрат, при проведенні досвіду повинні використовуватися предмети та речовини, які є практично у кожному будинку: посуд, банки, пляшки, вода, сіль тощо. Експеримент, що виконується вдома школярами, повинен бути простим по виконанню та обладнанню, але, водночас, бути цінним у справі вивчення та розуміння фізики в дитячому віці, бути цікавим за змістом.
Головні завдання домашнього експерименту:
-формування вмінняспостерігати фізичні явища у природі та у побуті;
-Формування вміння виконувати вимірювання за допомогою вимірювальних засобів, що використовуються в побуті;
-формування інтересу до експерименту та до вивчення фізики;
-формування самостійності та активності.
Домашні лабораторні роботи можуть бути класифіковані в залежності від обладнання, що використовується при їх виконанні:
-роботи, в яких використовуються предмети домашнього вжитку та підручні матеріали (мірна склянка, рулетка, побутові ваги тощо);
-Роботи, в яких використовуються саморобні прилади (важальні ваги, електроскоп та ін);
-Роботи, що виконуються на приладах, що випускаються промисловістю.
Домашній експеримент можна ставити після проходження теми у класі. Тоді учні побачать на власні очі і переконаються у справедливості вивченого теоретично закону чи явища. У цьому отримані теоретично і перевірені практично знання досить міцно відкладуться у тому свідомості.
А можна і навпаки, поставити завдання додому, а після виконання провести пояснення явища. Таким чином, можна створити у учнів проблемну ситуацію і перейти до проблемного навчання, яке мимоволі народжує у учнів пізнавальний інтерес до матеріалу, що вивчається, забезпечує пізнавальну активність учнів у ході навчання, веде до розвитку творчого мислення учнів. У такому разі, навіть якщо школярі не зможуть пояснити побачене будинки на досвіді явище самі, то вони з цікавістю слухатимуть розповідь викладача.
Приклади домашніх експериментів з фізики:
1. Візьміть довгу важку книгу, перев'яжіть її тонкою ниткою та
прикріпіть до нитки гумову нитку довжиною 20 см. Покладіть книгу на стіл і дуже повільно починайте тягнути закінець гумової нитки. Спробуйте виміряти довжину гумової нитки, що розтягнулася, в момент початку ковзання книги. Виміряйте довжину книги, що розтягнулася при рівномірному русі книги. Покладіть під книгу дві тонкі циліндричні ручки (або два циліндричні олівці) і так само тягніть за кінець нитки. Виміряйте довжину нитки, що розтягнулася, при рівномірному русі книги на катках. Порівняйте три отримані результати та зробіть висновки. Примітка. Наступне завдання є різновидом попереднього. Воно так само спрямоване на порівняння тертя спокою, тертя ковзання та тертя кочення.
3. На цьому досвіді можна спостерігати відразу два явища: інерцію, досліди з
якої будуть описані далі, та тертя. Візьміть два яйця: одне сире, а інше зварене круто. Закрутіть обидва яйця на великій тарілці. Ви бачите, що варене яйце поводиться інакше, ніж сире: воно обертається значно швидше. У вареному яйці білок і жовток жорстко пов'язані зі своєю шкаралупою і між собою, оскільки знаходяться в твердому стані. А коли ми розкручуємо сире яйце, то ми розкручуємо спочатку лише шкаралупу, тільки потім, за рахунок тертя, шар за шаром обертання передається білку та жовтку. Таким чином, рідкі білок і жовток своїм тертям між шарами гальмують обертання шкаралупи. Примітка. Замість сирого та вареного яєць можна закрутити дві каструлі,
в одній з яких вода, а в іншій знаходиться стільки ж за обсягом крупи.
Тиск газів. Атмосферний тиск.
1. Помийте пластикову пляшку гарячою водою і щільно закрийте кришкою. У міру остигання в ній повітря до кімнатної температури, тиск усередині падає, атмосферний тиск здавлює пляшку з боків. Чому?
2. Модель роботи легень. Відріжте дно у пластикової пляшки. Натягніть на шийку повітряну кульку іпроштовхніть його всередину. Відрізану частину пляшки затягніть плівкою від іншої повітряної кульки або використаної гумової рукавички і закріпіть її скотчем. При відтягуванні плівки об'єм повітря всередині пляшки збільшується, тиск зменшується і стає менше атмосферного, кулька надується. При натисканні на нижню плівку об'єм повітря в пляшці зменшується, тиск стає більшим за атмосферний, кулька стискається.
3. Надуйте повітряну кульку. Про які властивості газу та оболонки кульки свідчить його форма. Чому, спрямовуючи струмінь повітря в певному напрямку, ми змушуємо кульку роздмухувати відразу по всіх напрямках? Чому не всі повітряні кульки набувають сферичної форми?
4. За допомогою трубочки або соломинки та мильного розчину отримайте мильний міхур. Поясніть, чому мильна бульбашка, відокремлена від трубочки, має кулясту форму.
5. Сконструюйте картезіанський водолаз, користуючись пластиковою пляшкою або 3-літровою банкою з пластиковою кришкою. Поплавець виготовте із звичайної прозорої бульбашки, наприклад з-під пеніциліну, заповнивши його водою більш ніж на 1/3 об'єму. У пробці пляшечки зробіть шилом отвір і в нього щільно вставте трубочку довжиною 10мм від стрижня кулькової ручки. Можна взяти піпетку та наповнити її водою так, щоб вона плавала вертикально, практично повністю занурившись у воду. Після наповнення пляшки (банки) водою опустіть у неї поплавець. При натисканні на кришку банки або натиску на пляшку поплавець опускається. Простежте за об'ємом води в поплавці під час його занурення та підйому. Поплавець можна виготовити з ковпачка від фломайстра або від кулькової ручки. Щоб ковпачок плавав вертикально, вставте кілька скріпок. Можна з фольги зробити "пропелер" і надіти його на ковпачок, тодіводолаз опускатиметься і підніматиметься, обертаючись.
6. Запалюйте свічку або папір усередині склянки, перевернутої вгору дном. Потім швидко поставте склянку вгору дном на поверхню надутої повітряної кульки. Опишіть явища, що спостерігаються.
Таким чином, якщо вчителі будуть застосовувати домашні експериментальні завдання у своїй роботі, то це позитивно позначиться на процесі навчання школярів фізиці та на їх загальному розвитку, результатом навчання буде розвиток різнобічного, оригінального, не скутого вузькими рамками мислення. А — це шлях до розвитку високої інтелектуальної активності учнів.Учні зможуть не тільки по-справжньому зрозуміти багато процесів, що відбуваються навколо нього, але головне - застосовувати отримані знання та досвід у своєму житті.
. Вибране. - Челябінськ: ЧДПУ, 2000. . Активізація пізнавальної діяльності учнів щодо фізики. - Москва: Просвітництво, 1983. . Активізація мислення учнів під час уроків фізики. - Москва: Просвітництво, 1980. Методика викладання фізики у 7-8 класах середньої школи. // За ред. . - Москва: Просвітництво, 1990. Ресурси Інтернет.