Развитие экспериментальных умений школьников на уроках физики в 7 классе
 Скачать 35.92 Kb.
|
|
Развитие экспериментальных умений школьников на уроках физики в 7 классе Развитие экспериментальных умений является одной из задач. Для развития экспериментальных умений школьников на уроках физики рассмотрим несколько форм работы с учениками: Лабораторные работы ? три уровня лабораторных работ: репродуктивный, частично-поисковый (эвристический), исследовательский. Будем рассматривать частично-поисковый и исследовательский методы, так как репродуктивный уровень самый простой и не даёт особого толчка к развитию экспериментальных навыков. Работы репродуктивного уровня ученики выполняют в самом начале обучения, далее можно переходить на более высокие уровни выполнения лабораторных работ. Применим частично-поисковый метод на уроке: "Определение выталкивающей силы на погруженное в жидкость тело". (см. приложение 3) В ходе данного урока учащимся было предложено определить выталкивающую силу и выяснить от каких величин зависит сила Архимеда. Этот урок был проведён после урока "Выталкивающая сила", но перед уроком "Архимедова сила" с той целью чтобы учащиеся самостоятельно пришли к выводу от чего зависит сила Архимеда, и это дало свой результат. Во-первых, учащиеся лучше усвоили материал по теме Архимедова сила, во-вторых, представленный в таком виде закон Архимеда лучше запомнился ученикам, это было видно из опросов и наблюдений за учащимися, в-третьих, ученикам было легче решать задачи по данной теме. Исследовательский метод применялся на уроке "Измерение Объёма тела". ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА С ДУХАМИ Цель данного урока заключалась в следующем: "Научить учеников измерять объёмы тел правильной и неправильной формы". Учащимся было дано задание, измерить объём двух тел: одного тела правильной формы, а другого тела неправильной формы. Ученики самостоятельно выбирали способы измерения объёмов тел. Некоторые из учеников сразу же догадались, что объём тел можно измерить с помощью измерительного цилиндра, также учениками было предложено измерить объём тела правильной формы с помощью линейки. В ходе урока учащиеся должны были самостоятельно ставить опыты и проводить исследования. По причине того, что это одна из первых лабораторных работ по программе у учеников возникли трудности на начальном этапе эксперимента. Но в целом урок прошёл успешно. Такой метод проведения данной лабораторной работы был выбран не случайно, во-первых, данная работа имеет большую практическую значимость, во-вторых, эта работа довольно простая не требует сложного оборудования и приборов. Дети были довольны такой формой проведения урока, они почувствовали себя в роли открывателей, и им было интересно проверить свои предположения о выборе методов исследования. Демонстрационные эксперименты. Данный метод заключается в следующем: все демонстрационные эксперименты, не требующие специальных умений и профессиональной подготовки, в течении года учащиеся выполняли самостоятельно заранее к этому подготовившись, помимо демонстрации опыта ученики также объясняли физическое обоснование того или иного явления. Таким образом, все ученики за год хотя бы один раз почувствовали себя в роли учителя. Этот методический приём был специально выбран для того чтобы ученики могли развивать не только свои экспериментальные навыки, а также коммуникативные и личностные качества. Метод проектов: Учебный (ученический) проект -- организационная форма работы, которая ориентирована на более глубокое изучение законченной учебной темы или учебного раздела, позволяющая реализовать подход к обучению через опыт, через действие и предполагающая использование исследовательских и поисковых методов.( Особенности...[эл.ресурс]. URL: pedagogie.ru/OSOBENOSTI-UCHEBNOGO-PROEKTA.HTML). Применение метода проектов, является одним из важнейших компонентов в работе любого педагога, так как он лежит в основе системно-деятельностного подхода, в свою очередь системно-деятельностный подход лежит в основе ФГОС ООО. Проекты могут быть различными, как масштабными которые изучают тему целиком, или когда работа над проектом идет в течение учебного года, так и могут быть мини-проекты. В качестве мини-проектов будут выступать домашние задания, ученикам задается домашнее задание, которое необходимо выполнить как проект. На каждом уроке один из учащихся защищает свой проект. Ученикам предлагается экспериментальное домашнее задание: воспроизвести дома какой-нибудь опыт или сконструировать простой прибор. который демонстрирует то или физическое явление. Темы проектов и задания можно увидеть в приложении 1. Мультимедиа лаборатории. Заключается в следующем: класс делится на группы, каждой группе даётся задание; задача группы: провести опыт и записать его на видео. Итогом такого урока служит несколько видеороликов по данной теме. Оборудование необходимое для проведения данного урока на одну группу: лабораторное оборудование, видеокамера, компьютер с программой для редактирования видеофайлов. Также в группе распределяются роли учеников: экспериментаторы, оператор и тот кто монтирует видеоролик. Данная форма работы способствует развитию экспериментальных умений учащихся, так как проводится эксперимент, который выполняется самостоятельно; коммуникативных и личностных качеств учеников. Учитель в ходе проведения урока такого типа выступает в роли консультанта. Рассмотрим на примере урока "Плавание тел". Ниже приведена разработанная нами технологическая карта урока, описание урока можно увидеть в приложении2. Таблица 1 Технологическая карта урока Можно вставить ПрФизика на сенокосе. Вы никогда не задумывались, почему траву косят рано утром, когда на полях лежит роса и почему, как только роса сходит, то работу прекращают. Этот факт даже отражен русской пословице: “Коси коса пока роса! Роса - долой, коса - домой!” Оказывается, при скашивании травы косарями умело используются несколько физических закономерностей, которые позволяют значительно облегчить работу и улучшить ее качество. Рассмотрим их: 1. Когда на траве находится роса, то есть вода, то она выполняет роль смазки, уменьшая тем самым коэффициент трения между полотном косы и срезаемой травой. Это ведет к уменьшению силы трения, величина которой выражается формулой Fтрения = µ N, где N - сила реакции опоры, µ - коэффициент трения. Согласно второму закону Ньютона ускорение, а сообщаемое косе косарем можно определить по формуле ma = Fтяга - Fтрение. Как видно из этой формулы, когда сила трения уменьшается, то для придания косе того же ускорения требуется меньшая сила тяги Fтяга. Следовательно, косарь будет затрачивать меньше сил и в конечном итоге меньше устанет. Очевидно. Что, когда трава сухая, то коэффициент трения оказывается большим и требуется большее усилий для того, чтобы скосить то же количество травы. 2. Рано утром, при росе, в траве очень много воды. В результате этого коэффициент упругости k травы увеличивается. А согласно закону Гука Fупругости = kx, где x - смещение травинки относительно положения равновесия. Следовательно, возрастает сила упругости Fупругости и трава сильнее противодействует наклону (при одном и том же наклоне, то есть смещении x, сила упругости тем больше, чем больше коэффициент упругости k). А прямо стоящая трава режется по более короткому пути, чем наклоненная. Что в конечном итоге означает меньшее усилие со стороны косаря для срезания травы. Кроме того, срезаются почти все травинки, так они все стремятся вернуться в горизонтальное положение. Днем в траве воды гораздо меньше. Вследствие этого коса значительную часть травинок не срезает, а только наклоняет к земле (сила упругости меньше и при незначительном усилии происходит сильный наклон травинок). 3. И, наконец, последнее. Из-за росы травинка имеет большую массу. Поэтому при скашивании травы она не разлетается. Действительно, согласно второму закону Ньютона, ускорение, сообщаемое телу данной силой обратно пропорционально массе a = F/m. Расстояние, которое пролетит тело, определяется следующей формулой s = s0 + v0t + at2/2. До того, как травинка соприкоснулась с косой, она покоилась, тогда s0 и v0 равны нулю, данная формула упростится s = at2/2. Из анализа формул видно, что когда трава с росой, то она тяжелее и, соответственно пролетает меньшее расстояние, то есть меньше разлетается. Таким образом, в простом на первый взгляд действии скашивания травы издревна умело используются законы таких разделов физики, как кинематика и динамика. Для закрепления задача с белком как домашний эксперимент TOPMOЗ B ЯЙЦE Oпыт 1 Пoдвecьтe cыpoe яйцo нa тoнкoм шнуpкe. Чтoбы шнуpoк нe cocкaльзывaл c pacпoлoжeннoгo вepтикaльнo яйцa, иcпoльзуйтe лeйкoплacтыpь, нaклeив eгo мaлeнькиe куcoчки нa тe мecтa, гдe нaxoдитcя шнуpoк. Pядoм пoдвecьтe яйцo, cвapeннoe вкpутую. Зaкpутитe кaждый шнуpoк c яйцoм в oдну cтopoну нa oдинaкoвoe кoличecтвo oбopoтoв. Koгдa шнуpки будут зaкpучeны, oднoвpeмeннo oтпуcтитe яйцa. Bы увидитe, чтo cвapeннoe яйцo вeдeт ceбя инaчe, чeм cыpoe: oнo вpaщaeтcя знaчитeльнo быcтpee. B cыpoм яйцe eгo бeлoк и жeлтoк cтapaютcя coxpaнить нeпoдвижнoe cocтoяниe (в этoм пpoявляeтcя иx инepция) и cвoим тpeниeм o cкopлупу тopмoзят ee вpaщeниe. B вapeнoм жe яйцe бeлoк и жeлтoк ужe нe жидкиe вeщecтвa и пpeдcтaвляют вмecтe co cкopлупoй кaк бы oднo цeлoe, пoэтoму тopмoжeния нe пpoиcxoдит и яйцo вpaщaeтcя быcтpee. Этoт oпыт мoжнo пpoдeлaть и бeз пoдвeшивaния яиц: дocтaтoчнo зaкpутить иx пaльцaми нa бoльшoй тapeлкe. Oпыт 2 Eщe интepecнee пpoдeлaть тaкoй oпыт. Boзьмитe двe oдинaкoвыe кacтpюльки c двумя ушкaми (мoжнo и игpушeчныe). Coeдинитe ушки вepeвкoй или тoнким пpoвoдoм, a к cepeдинe пpивяжитe eщe oдну вepeвку, тaк чтoбы кacтpюля былa в paвнoвecии. Пoдвecьтe oбe кacтpюли нa этиx вepeвкax и нaлeйтe в oдну из ниx вoды, a в дpугую — cтoлькo жe пo oбъeму кpупы. Teпepь зaкpутитe вepeвки нa oдинaкoвoe чиcлo oбopoтoв и oтпуcтитe. Peзультaт будeт aнaлoгичeн oпыту c яйцaми.
Обучению методике эксперимента должно предшествовать раскрытие особенностей его содержания и структуры. Разумеется, полнота этого раскрытия на различных этапах обучения будет различной. Формирование у учащихся обобщенного умения самостоятельно ставить опыты, как и умения наблюдать, может быть обеспечено при условии согласованной, целенаправленной деятельности учителей различных предметов. Они должны развивать у учеников умения выполнять отдельные действия и операции, из которых слагается эксперимент как вид деятельности, и раскрывать структуру эксперимента как метода научного познания, роль каждой операции в этой деятельности. Для обеспечения преемственности в формировании у учащихся умения самостоятельно выполнять опыты каждому учителю необходимо четко представлять основные этапы, через которые проходит процесс формирования этого умения, а также вклад различных предметов в становление и развитие данного умения на каждом из этапов. Такие этапы и роль учебных предметов в формировании экспериментальных умений определены авторами на основе анализа действующих школьных программ. В этом процессе проследим пять основных этапов. Содержание первого этапа включает первоначальное ознакомление учащихся в начальной школе на уроках математики, окружающего мира и природоведения с отдельными элементами экспериментальной деятельности, отработку умений проводить простейшие измерения и наблюдения. Второй этап ставит задачей осознание учащимися необходимости овладения экспериментом как видом деятельности для успешного изучения предметов естественного цикла и развития творческих способностей школьников. Он включает ознакомление с общей структурой учебного эксперимента, составление простейшего плана алгоритмического характера, использование этого плана при подготовке и выполнении лабораторных работ. На третьем этапе все операции, входящие в состав деятельности по проведению эксперимента, за исключением формулировки цели и гипотезы, которую можно положить в его основу (гипотезы, справедливость которой должна быть подтверждена или опровергнута опытом), выполняются самостоятельно. Деятельность учащихся при этом в значительной степени носит исследовательский характер. На четвертом этапе идет дальнейшая детализация плана деятельности учащихся при проведении эксперимента. В ней выделяются крупные блоки и структура каждого из них. Таблица 2 Степени развития экспериментальных умений учащихся
Чтобы увидеть как учащиеся усвоили экспериментальные навыки, надо провести поэлементный анализ. Для этого составляется сводная таблица, в которую переносится список, рассмотренных выше элементов, а также правильность выполнения каждого отдельного элемента каждым учеником. Потом подсчитываются показатели усвоения отдельных элементов знаний и умений класса в целом. По результатам поэлементного анализа учитель может делать выводы относительно сформированности отдельных экспериментальных знаний и умений, выявить типичные ошибки учащихся. Оценка сформированности экспериментальных знаний и умений учащихся ставится в зависимости от их степени развития по пятибалльной шкале: - Оценка "5" ставится, если в ходе проверки ученик обнаружил "высоко развитые" знания и умения; - Оценка "4" ставится, если ученик обнаружил "развитые" знания и умения; - Оценка "3" ставится, если ученик обнаружил "недостаточно развитые" знания и умения; - Оценка "2" ставится, если ученик обнаружил "неразвитые" знания и умения. Развитие экспериментальных умений учащихся 7 класса на уроках физики нельзя ограничивать проведением лабораторных работ по известному алгоритму. Необходимо, чтобы школьники занимались самостоятельной исследовательской деятельностью в различных формах (реальной и виртуальной), которая способствует не только развитию экспериментальных умений, но также повышаеткачествознаний школьников и степень интереса к изучению физики. Приложение 1. Темы мини-проектов для учащихся 7класса 1. Явление диффузии. Задание: налейте в один стакан холодную воду, в другой -- теплой. Опустите в каждый из них несколько кристалликов марганцовки. Объясните наблюдаемое явление. 2. Механическое движение. Задание: измерьте длину своего шага. Пользуясь этой мерой, определите путь, который вы проходите от своего дома до ближайшей остановки автобуса. 3. Определение плотности. Задание: возьмите банку из под меда. На этикетке посмотрите массу меда и объем банки. затем расчитайте плотность меда. полученный результат проверьте по таблице плотностей. 4. Закон Паскаля. Задание: из пластмассовой бутылки с завинчивающейся крышкой изготовьте прибор для демонстрации закона Паскаля. 5. Давление жидкости. Задание из пластмассовой бутылки, пипетки, и куска резины, изготовьте прибор для демонстрации давления в жидкости. Как называется такой прибор, в качестве чего он раньше использовался. 6. Атмосферное давление. изготовьте автоматическую поилку для птиц как показано на рисунке (см. рис. 1) и объясните почему вода не выливается из бутылки? Рис. 1 7. Атмосферное давление на различных высотах. Задание: с помощью барометра-анероида измерьте атмосферное давление на первом и последнем этажах школы. Определите по полученным данным расстояние между этажами школы. 8. Мощность. Задание: вычислите мощность, которую вы развиваете, равномерно поднимаясь медленно и быстро с первого на второй этаж школы. Все необходимые данные получите сами. 2. Описание урока "Плавание тел" Содержание опроса: По какой формуле вычисляется сила, выталкивающая тело из жидкости? Как она направлена? Какая ещё сила действует на тело? Как она направлена? Чему равна равнодействующая двух сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны? Содержание нового материала: Условия плавания тел. Зависимость глубины погружения тела в жидкость от его плотности. После проведения опроса учащиеся делятся на три группы и получают экспериментальные задания. 1группа: выяснить при каких условиях тело, погруженное в жидкость, всплывает, сделать видеоролик с опытом, зарисовать на доске схематически, записать в виде формул. 2 группа: выяснить при каких условиях тело, погруженное в жидкость, плавает, сделать видеоролик с опытом, зарисовать на доске схематически, записать в виде формул. 3 группа: выяснить при каких условиях тело, погруженное в жидкость, тонет, сделать видеоролик с опытом, зарисовать на доске схематически, записать в виде формул. После окончания экспериментальной части, учащиеся демонстрируют для всего класса полученные результаты, зарисовывают и записывают на доске и в тетради схематический рисунок и аналитическую формулировку условия плавания тел. В конце урока учитель вместе с учениками подводит итог: тело погруженное в жидкость всплывает если плотность жидкости больше плотности тела ; тело погруженное в жидкость плавает если плотность жидкости равна плотности тела ; тело погруженное в жидкость тонет если плотность жидкости меньше плотности тела 3. Урок по теме: "Определение выталкивающей силы на погруженное в жидкость тело" Цель урока: научить учащихся определять выталкивающую силу, и выяснить от чего она зависит, придти к выводу закона Архимеда. Оборудование : штативы с муфтой и лапкой, тела разного объёма, динамометры, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде. Ход урока Опрос: Как на опыте можно обнаружить действие выталкивающей силы? Чему равна выталкивающая сила погруженного в жидкость тела? Как можно на опыте определить выталкивающую силу с помощью динамометра? Выполнение лабораторной работы: учащиеся по конспекту из учебника (см. приложение ) выполняют лабораторную работу, учитель в это время руководит последовательностью действий учащихся и даёт практические указания к работе. После выполнения лабораторной работы необходимо сделать вывод. Ученики ещё не знают закон Архимеда, соответственно с помощью наводящих вопросов учителя и на основе выполненных опытов учащиеся приходят к выводу что закон сила Архимеда ? это выталкивающая сила, что она зависит от плотности жидкости и от объёма погруженного тела, и записывается формула. Вопросы для формулировки вывода: Что определяли в лабораторной работе? Как направлена сила, выталкивающая тело, погруженное в жидкость? По какой формуле вычисляли выталкивающую силу? Почему в насыщенном растворе соли выталкивающая сила была больше, чем в простой воде? На кое из тел, большего или меньшего объёма, действовала большая выталкивающая сила? От каких величин зависит выталкивающая сила? Вывод лабораторной работы: В ходе работы было обнаружено выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело. Выталкивающая сила направлена вертикально вверх. Так как выталкивающая сила в воде и в растворе соли отличалась, такая же ситуация и с телами различного объёма, делаем вывод что Архимедова сила напрямую зависит от плотности жидкости и от объёма погруженного в неё тела. Приложение к уроку Лабораторная работа №7 Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело Цель работы ? обнаружить на опыте выталкивающеедействие жидкости на погруженное в неё тело и определить выталкивающую силу, записать формулу закона Архимеда. Приборы и материалы: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объёма, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде. Указания к работе: 1. Укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему на нити тело. Отметьте и запишите в таблице показания динамометра. 2. Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой. Отметьте и запишите показания динамометра в таблицу. 3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу действующую на тело. 4. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу действующую на то же тело. 5. Подвесьте к динамометру тело другого объёма и определите указанным способом (см. пункты 1-4) выталкивающую силу, действующую на него.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||