Опыт 25. Большая магнитная стрелка установлена на острие. К одному из полюсов магнитной стрелки приближают одноименный полюс постоянного магнита (рис.1.16). Стрелка разворачивается так, чтобы к постоянному магниту был обращен противоположный полюс магнитной стрелки.
Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются.
Рис 1.16
На этих немногих примерах показана лишь небольшая возможность использования натурного эксперимента для формирования у учащихся естественнонаучного мировоззрения.
Разумеется, кроме демонстрации опытов требуется еще и сознательное, планомерное, последовательное применение диалектико-материалистического метода в преподавании физики и в построении изложения учебного материала, и в ходе рассуждений учителя, а также рассуждений учеников совместно с учителем, прежде чем в результате такой длительной и кропотливой работы будет получен желаемый результат.
Глава 2. Воспитательные и учебные задачи натурного эксперимента
2.1 Натурный эксперимент как источник знаний учащихся
Все содержание школьного курса физики, образующего систему знаний основ этой науки, состоит из ознакомления учащихся с физическими явлениями; физическими понятиями, представляющими собой краткую форму выражения наиболее существенных признаков явлений или класса явлений; закономерностями связей между физическими явлениями природы (законами физики); физическими величинами, отображающими меру связей между физическими явлениями; физическими теориями, представляющими собой систему законов, относящихся к тому или иному разделу физики.
Задачи воспитания и развития подрастающего поколения и процессе обучения требуют включения в содержание школьного курса физики такого материала и такого способа его изложения, которые позволили бы осуществить формирование материалистического мировоззрения, эстетическое, политехническое и нравственное воспитание учащихся, развитие их интеллекта на уроках физики.
Задача политехнического образования требует ознакомления учащихся с практическими применениями изученных явлений и закономерностей в быту, технике и в производственных процессах. В решении этих многочисленных задач, стоящих перед школьным курсом физики, в значительной мере могут быть использованы возможности натурного эксперимента.
Натурный эксперимент в процессе сообщения новых знаний может быть использован для показа физических явлений, формирования физических понятий, показа связей между изученными явлениями и возможных путей использования явлений и закономерностей в современной технике.
Через содержание натурного эксперимента и методику демонстрирования могут решаться некоторые аспекты воспитания и развития учащихся.
Особенно существенна роль натурного эксперимента в развитии у учащихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов, предвидеть ход течения наблюдаемого процесса и т. Д.
Но сейчас мы остановимся лишь на использовании натурного эксперимента в формировании новых знаний.
Как бы ни был интересен натурный опыт с точки зрения яркости, выразительности демонстрируемого явления, как бы ни казался он важным для правильного понимания физики, каким бы ни был он значительным в построении современного здания науки физики, он будет не более чем забавным, развлекательным, если окажется вырванным или искусственно приложенным к контексту изложения учебного материала.
В тех случаях, когда содержание и последовательность демонстрируемых опытов определены содержанием и последовательностью изложения изучаемого материала, мы имеем не набор демонстрационных опытов, не пассивные иллюстрации, к слову, учителя, а систему обучающего натурного эксперимента.
Система обучающего натурного эксперимента может быть использована только в процессе изложения учебного материала по данному конкретному учебнику. Если же учебный материал излагается по другому учебнику, то система обучающего натурного эксперимента должна быть приведена в соответствие с характером, содержанием и последовательностью изложения учебного материала в этом другом учебнике.
Это положение в методике натурного эксперимента является настолько важным, что может быть определено как принцип соответствия содержания натурного эксперимента содержанию учебного материала.
Систему натурного эксперимента можно назвать идеализированной, желательной для целей преподавания курса физики.
Идеализированная система натурного эксперимента определяет, что надо показать ученикам.
Как показать, какие материальные средства для этого потребуются, каким образом преодолеть возникающие при этом затруднения -- все это сфера забот техники и технологии натурного эксперимента. Как свидетельствует практика развития школьного натурного эксперимента, четкое осознание целей всегда приводит к нахождению путей достижения этих целей
Поэтому первоочередной является задача разработки системы обучающего натурного эксперимента, максимально использующей возможности этого метода обучения для сообщения учащимся знаний по физике.
Разумеется, при разработке идеализированной системы натурного эксперимента все же следует учитывать возможности школьных физических кабинетов и хотя бы предполагать возможность решения возникающих проблем техники и технологии.
Поэтому вторым исходным положением натурного эксперимента следует назвать принцип возможности осуществления натурного опыта в школьных условиях.
Факторов, определяющих возможность осуществления натурного опыта, несколько.
1. Прежде всего, постановка натурного опыта должна быть обеспечена материальными и энергетическими ресурсами школы. А это означает, что необходимые приборы и устройства выпускаются промышленностью или, по крайней мере, недостающие приборы, детали, приспособления могут быть изготовлены на базе школьных учебных мастерских из недефицитных материалов.
2. Важным фактором осуществления натурного опыта является возможность обеспечения безопасного демонстрирования.
3. И, наконец, доступность восприятия изучаемого явления одновременно всеми учащимися класса определяет возможность постановки того или иного натурного опыта.
Если же на практике реальные трудности, обусловленные особенностями техники и технологии натурного эксперимента, окажутся непреодолимыми, то придется пересмотреть соответствующую часть идеализированной системы натурного эксперимента.
Являясь носителем учебной информации, убедительный своей объективностью, выразительный своей образностью, экономный по затратам учебного времени, впечатляющий, а потому легко запоминающийся, натурный эксперимент активно формирует знания учащихся.
Важно не только вооружить подрастающее поколение определенной суммой знаний, но и научить, активно использовать полученные знания для решения практических задач.
Задача политехнического обучения, поставленная перед школой, решается в процессе преподавания многих предметов школьного учебного плана. Но наиболее благоприятные условия для политехнического обучения дает преподавание физики, являющейся научной основой всей современной техники.
Но для ученика эта связь физики с техникой не является самоочевидной потому, что физика и техника описываются на разных языках: физика --языком понятий и знаков, фиксирующих абстракции, а техника -- языком пространственных структур, чувственно воспринимаемых образов.
В процессе познания физики сознание идет от конкретного, чувственно воспринимаемого к общему, к абстракциям понятий и законов, выраженных универсальным языком математических символов.
Обобщение и уплотнение информации, ее свертывание в компактную, легко обозримую форму сопровождается утратой значительной части информации, которая в данном случае представляется малозначимой, несущественной. Так, движение автомобиля может быть сведено к рассмотрению движения материальной точки. Но знание закономерностей движения материальной точки не может быть достаточным для объяснения особенностей движения автомобиля.
Практика проверяет экспериментом умозаключения и дает факты для нового цикла процесса познания природы. Сама наука физика не дает указаний на возможные применения ее законов в технике. Требуется целенаправленный поиск применения явлений и закономерностей физики в технике.
Таким образом, обучение физике является лишь фундаментом для решения задачи политехнического образования.
На уроках физики в процессе изучения физических явлений и закономерностей можно, не нарушая логики основного курса, показать ученикам принципы устройства многих технических устройств.
Если в качестве основного метода ознакомления учащихся с материалом политехнического содержания использовать натурный эксперимент, который обеспечит устойчивый интерес и хорошее усвоение этого материала, то затраты учебного времени на политехническое обучение в процессе преподавания курса физики могут быть минимальными.
2.2 Подготовка натурного эксперимента
Осознание важности демонстраций в преподавании физики, наличие продуманной системы обучающего натурного эксперимента еще не означают автоматическое включение этого метода обучения в практику работы учителя. Между теоретическими основами натурного эксперимента и его практическим применением стоит ряд барьеров, преодоление которых требует от учителя не только знаний, не только определенного объема практических умений и навыков, но и незаурядного творческого потенциала, трудолюбия и настойчивости в достижении поставленной цели.
В общем виде подготовка натурного эксперимента складывается из следующих этапов:
1. Изучение или разработка системы обучающего натурного эксперимента.
2. Выбор схемы демонстрации для каждого натурного опыта в имеющейся литературе или самостоятельное определение путей и способов показа.
3. Ориентировочная оценка требуемых технических параметров приборов. Определение, какие приборы школьного физического кабинета соответствуют этим параметрам.
4. Изготовление недостающих деталей или изготовление недостающих приборов.
5. Сборка практической схемы демонстрации. Проверка ее работоспособности.
6. Оценка методических качеств демонстрационной установки (видимость, выразительность, соответствие содержания демонстрации содержанию изучаемого материала).
7. Определение условий успешности демонстрации, ее надежности. Поиск путей повышения выразительности, эффектности демонстрации.
8. Запись практической схемы демонстрации и технологии ее
Выполнения
9. Тренировка, тренировка и еще раз тренировка в постановке натурного опыта! Многократное повторение демонстрации до урока внушает учителю уверенность в успехе на уроке, придает его рукам ту четкость действий, ту кажущуюся легкость, которые являются признаком любого мастерства, признаком высокого профессионализма.
подготовка демонстрационных опытов -- это исследовательская работа в подлинном значении этого понятия. Работа, нетерпящая шаблона, но требующая мобилизации творческой энергии, выдумки, находчивости, изобретательности, владения определенной суммой знаний, практических умений и навыков в конструировании демонстрационных установок и физических приборов.
Заключение
К сожалению, в большинстве школ из-за ряда объективных, а порой и субъективных причин почти перестали проводить демонстрационные эксперименты, лабораторные работы, физпрактикум и перешли к варианту «мелового» преподавания. Уроки без демонстраций и практических работ стали скучнее. Это уменьшает интерес к предмету и, как следствие, - снижает качество приобретаемых знаний. Не менее важный отрицательный факт: не используется связанная с экспериментом возможность вовлечения учащихся в активный познавательный процесс. Таким образом, подтверждаются слова л.н, толстого: «чем труднее учителю, тем легче ученику, и, чем легче учителю, тем труднее ученику».
Восприятие внешнего мира начинается от живого созерцания, связанного с чувственными воздействиями на человека. Эти воздействия могут проявляться при наблюдении явлений в окружающем нас мире. Явления можно наблюдать и в специально созданных условиях, например, в физическом кабинете. В этом случае имеют дело с физическим экспериментом. Окружающие нас физические объекты претерпевают различные изменения, т.е. Происходят физические процессы или явления.
Задача физики - объяснить происходящее явление, причину его возникновения, но для этого нужно обнаружить явление среди многообразных проявлений природы, установить научный факт. Поэтому первым этапом изучения явления в науке является наблюдение. Но и ограничиться простым наблюдением нельзя. Явление нужно изучать глубоко и обстоятельно. Необходимо создать определенные условия протекания явлений и менять их в соответствии с планом исследования, то есть проводить натурный эксперимент.