Педагогические  науки/ 5.Современные методы преподавания

к.п.н. Р.А. Касимов

Стерлитамакская государственная педагогическая академия, Россия

Особенности организации самостоятельной работы
по физике в школе

Одной из задач современного образования является формирование у школьников мыслительной активности, умения приобретать знания не только на уроке, но и самостоятельно, тем более в связи с сокращением учебного времени. А.В. Усова и З.А. Вологодская рассматривают самостоятельную работу учащихся в двух направлениях: 1) развитие самостоятельности в познавательной деятельности и формировании своего мировоззрения и 2) обучение самостоятельному применению знаний в учении и практической деятельности [4, с. 5].

По основному способу деятельности учащихся выделяют семь групп: работа с учебником и дополнительной (учебной и научно-популярной) литературой; экспериментальные и практические работы; аналитико-вычислительные работы; графические работы; проектно-конструкторские работы; работы по классификации и систематизации; применение знаний для объяснения или предсказания явлений и свойств тел [4, с. 6]. Сегодня сюда следует включить и самостоятельную работу с информационно-коммуникационными ресурсами (Интернет, базы данных, разнообразное программное обеспечение).

Как показывает анкетирование учителей, растёт количество ученических рефератов и докладов, подготовленных с использованием сетевых ресурсов. Умение работать с информацией из различных источников признаётся обществом значимым элементом культуры. Нередко рефераты и доклады строятся полностью на информации из глобальной сети. Это играет как положительную, так и отрицательную роль в развитии школьников. Представление готовых распечаток из Интернета (с грамматическими и фактическими ошибками), без проработки, формирует безынициативность, «мыслительную лень». Именно поэтому, предлагая темы рефератов и докладов, мы особенно подчёркиваем, что значимым фактором при оценивании будет являться не объём, не сама информация, а анализ на её основе состояния проблемы.

Большое значение в структуре обучения школьников имеют экспериментальные и практические работы. Школьники, с одной стороны, выступают в роли исследователей непознанного (в субъективном плане), с другой – нередко в сжатом, ускоренном темпе – проходят путь учёного-исследователя [1]. При этом следует отметить особенность учебного познания – нередко учащиеся «видят» не сложную систему начальных посылок, логику действий учёного, а лишь постановку проблемы, причём в усечённом виде, и конечный результат.

Сложившийся подход в практике обучения приводит к тому, что изначальная задача ознакомления с методами познания подменяется рассказом о том, как открывался тот или иной закон. Иными словами, серьёзный методологический момент подменяется «физической сказкой». Этому способствует и то, что почти все основные законы и формулы школьного курса физики вводятся априорно, без серьёзного математического обеспечения. Уменьшить этот перекос возможно в случае проведения домашних экспериментов школьников. с одной стороны, этот вид работы позволяют школьнику пройти весь путь познания, характерный для учёного-исследователя. С другой стороны, учащемуся остаётся простор для реализации собственных творческих идей. Одновременно учитываются модальности школьников. Как показывают результаты многочисленных исследований по психофизиологии школьников, детский мозг развивается по своим законам – вначале активно развивается эмоционально-образная сфера [2]. Элементы абстрактно-логической сферы вводятся понемногу, постепенно и опираются на эмоционально-образную сферу. Только в старших классах в процессе изучения естественно-научных дисциплин активно формируются абстрактно-логическая сфера [2, С. 256].

Тематика домашних экспериментальных работ как вида самостоятельных работ учащихся может быть многообразной. Некоторые простые лабораторные работы, рекомендуемые как фронтальные классные, могут проводиться дома. Это даёт экономию учебного времени, позволяет развивать самостоятельность и ответственность школьников. В качестве примеров кратко опишем несколько подобных работ, проведенных со школьниками.

Пример 1. Изучение явления диффузии (7 класс).

Предлагаем семиклассникам дома провести исследование: капнуть в воду чернилами или бросить в неё кристаллик марганцево-кислого калия и пронаблюдать, как протекает диффузия. Вести наблюдение в два (три) этапа. На первом фиксируются наблюдения за ходом процесса в одном прозрачном сосуде, на втором – в двух одинаковых сосудах, но при разной температуре воды.

Учащиеся наблюдают, как протекает диффузия в жидкостях и убеждаются, что это явление протекает определённое время. Кроме того, они самостоятельно «открывают» зависимость быстроты протекания диффузии от температуры. обсуждение результатов домашних исследований позволяет на следующем уроке перейти к установлению логической связи скорости молекул с температурой тела в ходе эвристической беседы. На основе результатов проведённого домашнего эксперимента школьники к моменту проведения урока имеют определённый запас самостоятельно полученных экспериментальных данных.

Возможен упрощённый вариант такого домашнего эксперимента – с использованием спиртового раствора йода. Этот опыт протекает достаточно быстро — за 3–5 с, выглядит занимательно, влияние конвекционных потоков незаметно. Отметим, вместе с тем, что при объяснении результатов этого опыта нужно указать, что происходит диффузия окрашенного йодом раствора спирта.

С учащимися физико-математического лицея мы проводили третий этап – наблюдали диффузию в твёрдых телах. Для этого на лист белого картона выливали небольшое количество горячего парафина или воска. После его остывания на поверхность застывшей лужицы помещали крупинку марганцовки и через равные промежутки времени фиксировали состояние поверхности.

Пример 2. Наблюдение интерференции света (11 класс).

Предлагаем школьникам дома пронаблюдать интерференцию света по примеру опыта Юнга и произвести оценку величин, оказывающих влияние на получаемую картину. Дома школьники на кусочек стекла резиновым клеем наклеивают тонкую алюминиевую фольгу от бумажного конденсатора (получив её заранее у лаборанта кабинета физики). После высыхания клея прорезают двойные щели. Для этого проводят одновременный рез двумя сложенными лезвиями одинаковых безопасных бритв (например, «Нева»). Тем самым закладывается расстояние между щелями в опыте Юнга, равное толщине лезвия (обычно 0,1 мм). [4]

Когда на такую ширму направляют световой пучок, то (при аккомодации глаза на бесконечность) на фоне ярко освещённой поверхности учащиеся наблюдают чередующиеся тёмные и светлые полосы примерно одинаковой ширины.

Графические самостоятельные работы учащиеся сегодня могут выполнять, опираясь на широко распространённые программные пакеты. В частности, результаты многих домашних экспериментально-практических работ школьники вносят в Microsoft Excel, представляя в отчётах не только таблицы, но и графики, гистограммы, диаграммы.

Проектно-конструкторские самостоятельные работы учащихся в последние десятилетия стали неотъемлемой частью подготовки по физике. При её выполнении школьники учатся анализировать явления и процессы, для исследования которых предлагается разработать самодельный прибор, устройство и так далее, проанализировать полученное задание, предложить свои варианты его выполнения и реализовать их в виде реальной конструкции. Иными словами, происходит интеграция теоретической и практической деятельности учащихся.

В течение ряда лет мы разрабатывали с учащимися разных школ г.Стерлитамака и использовали в дальнейшем на занятиях различные физические приборы, модели, оборудование для кабинета физики. С полученными результатами школьники выступают на уроках физики, конференциях школьного научного общества. Так, для объяснения принципов действия агрегатов гидроэлектростанции учащиеся сконструировали и изготовили действующую модель турбины и электрогенератора, которые можно демонстрировать с помощью графопроектора как отдельными частями, так и в их взаимодействии. Пояснить принцип действия роторных ветроэлектростанций позволяет модель, созданная на основе ротора от электрического фена и электродвигателя от детской игрушки. При демонстрации опыта воздушный поток создаётся пылесосом «Ракета».

на базе имеющегося во многих школах зеркала Пикте выполнили модель солнечной печи, установив вместо штатного держателя датчика самодельный – пластиковый стержень, на конце которого закрепили «тигель». В качестве последнего использована цилиндрическая металлическая упаковка диаметром 40 мм тёмного цвета (для уменьшения отражения). В модели плавили парафин или воск. Эту же установку можно применять для объяснения принципа действия солнечной теплоэлектростанции: вместо «тигля» устанавливается простейший «котёл» со спиртом. В качестве «котла» использована алюминиевая упаковка для таблеток валидола, внешняя поверхность которой была химически обработана для придания тёмного цвета.

Для изучения принципа действия и устройства ядерного реактора группа учащихся разработала и изготовила его макет из картона и пенопласта. Роль «тепловыделяющих элементов» выполняли шестигранные карандаши, окрашенные в красный цвет. Для увеличения наглядности и объяснения работы системы аварийной защиты добавлен блок, состоящий из электродвигателя с редуктором (от детской игрушки), детского электрического звонка и опускаемых «аварийных стержней» (шестигранных карандашей, окрашенных в синий цвет).

Для раскрытия принципа работы некоторых оптических приборов школьники изготовили самодельную оптическую скамью на базе небольшого алюминиевого угольника. В конструкции использованы детские пластмассовые кубики, на которых крепятся очковые линзы, светодиоды или лампочки на 6,3 В. С помощью этой скамьи школьники изучают принцип работы фотоаппарата, диапроектора, различных конструкций телескопов, микроскопа.

При изучении физической оптики довольно проблематично показывать интерференцию и дифракцию – картины, к сожалению, в классе плохо видны. Мы освоили изготовление по методике проф. Л.М. Иванцова простого, доступного даже в сельских условиях, лабораторного варианта прибора, который позволяет наблюдать качественные дифракционные и интерференционные картины, а также демонстрировать эффекты поляризации [4]. Более двадцати лет наши учащиеся изготавливают его в ходе самостоятельной работы, в основном из картона. Ещё требуются 60- или 100-ваттная матовая лампа и набор стеклянных пластин 5х5 см с наклеенной фольгой от бумажных конденсаторов. На поверхности последних прорезаются различного типа щели (для наблюдения различных видов дифракции, интерференции). Некоторые опыты проводим с использованием принадлежностей из школьных наборов по дифракции, интерференции и поляризации

Подводя итоги обсуждения, отметим, что роль самостоятельной работы учащихся в современных условиях резко возросла. Появились и активно используются в практике новые её виды. При организации этой работы переосмысливаются и применяются идеи, высказанные А.В. Усовой и З.А. Вологодской.

Литература

1. Андреев А.Д. О методах научного познания. М.:Наука, 1984. 184 с.

2. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 2001. 373 с.

3. Самодельное школьное оборудование по физике.- М.,НИИ ШОТСО, 1985.-250 с.

4. Усова А.В., Вологодская З.А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе. М.: Просвещение, 1981. 158 с.