|
Перспективные
вопросы мировой науки |
13.12.2016 |
15-25
декабря 2016 |
Болгария |
||||
|
|
||||||
Перспективные
вопросы мировой науки
Педагогически е науки/ Современные методы преподавания
Двойная
роль эксперимента и теории в процессе
познания природы.
РАМАЗАНОВА
ГЕЛИН МАГАМЕДШЕРИФОВНА,
УЧИТЕЛЬ
ФИЗИКИ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ КАТЕГОРИИ
МКОУ «СОШ №14» с.НАДЕЖДА ШПАКОВСКОГО РАЙОНА СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ, ПОЧЕТНЫЙ РАБОТНИК ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ, «
ПЕДАГОГ –НОВАТОР», ПОБЕДИТЕЛЬ КОНКУРСА «ЛУЧШИЕ УЧИТЕЛЯ РОССИИ»
«Вот
ложку бросишь – упадет.
Ударишь мяч – скакать начнет!
А стрелка в компасе? – сама!
Вот где загадка для ума.
Ответ упрятан далеко.
Найти, наверно, нелегко
Разгадки чудесам…
Так научись же наблюдать,
Так научись же размышлять,
Искать ответа сам!»
Одной из важнейших особенностей физики, отличающей ее от других наук,
является использование особого инструмента познания, называемого экспериментом
(от лат. experimentum – наглядный довод, доказательство, основанное на опыте).
Эксперимент – это метод познания, при помощи которого все явления
действительности исследуются в управляемых условиях.
Наблюдение как метод
исследования дает возможность изучить лишь внешние признаки явлений и
предметов. Более глубокие знания о сущности явлений и свойствах предметов могут
быть получены с помощью экспериментального и теоретического методов
исследования.
На экспериментальном уровне идет процесс
накопления фактов, информации об исследуемых явлениях, проводятся наблюдения,
измерения, сравнения, ставятся эксперименты, формируются и вводятся в научный
обиход понятия, производится первичная систематизация знаний и формируются
экспериментальные законы.
Наблюдение
как метод исследования дает возможность изучить лишь внешние признаки явлений и
предметов. Более глубокие знания о сущности явлений и свойствах предметов могут
быть получены с помощью экспериментального и теоретического методов
исследования.
На теоретическом уровне достигается высший
синтез знаний в форме научной теории. Основоположник отечественной науки М. В.
Ломоносов отмечал: «Опыт ценнее тысячи мнений, рожденных воображением», а
академик Л. Д. Ландау говорил: «Опыт – верховный судья теории».
Под экспериментом понимают научно
поставленный опыт, т. е. наблюдение исследуемого явления в учитываемых
условиях, позволяющих следить за его ходом и воссоздать его каждый раз при
повторении тех же условий.
Экспериментальный опыт дает возможность
установить причинно-следственные связи между явлениями, а также между
величинами, характеризующими свойства тел и явлений. Он дает возможность
выяснить кинетику, динамику процессов и
их энергетическую сущность.
Академик С. И. Вавилов указывал
на двойную роль эксперимента:
1)
эксперимент доказывает или отвергает какие-либо теоретические положения;
2)
эксперимент может стать предпосылкой новой теории или гипотезы, которая должна
быть подтверждена новыми экспериментами.
Обе
стороны эксперимента неразрывно связаны. «Ответ,
даваемый опытом, - подчеркивал он, - иногда может быть неожиданным, и тогда
опыт становится первоисточником новой теории. Так, например, возникло учение о
радиоактивности. В этом самое ценное, эвристическое значение опыта». «Развитие
познания, - отмечал известный советский философ П. В. Копнин, - предполагает
непрерывное взаимодействие опыта, в частности эксперимента, и теоретического
мышления…».
В соответствии с целями и задачами
исследования эксперимент может быть количественным или качественным;
иллюстративным, демонстрационным, исследовательским; техническим или научным.
Элементами экспериментального метода
исследования в научном познании являются наблюдения, сравнение, измерение и
собственно сам эксперимент.
Как метод исследования эксперимент имеет
свои сильные и слабые стороны. Сильная сторона эксперимента заключается в том,
что он позволяет получать явление в «чистом виде», исключать влияние на
изучаемое явление побочных факторов, изучать его в разных условиях,
останавливать исследуемый процесс на любой стадии и повторять любое число раз,
изучать предмет с большой тщательностью, расчленять его на отдельные части и
выделять интересующие нас стороны.
Этим достигается глубина исследования
сущности явлений и законов природы, повышается доказательность выводов, которые
могут быть сделаны на основе эксперимента.
Эксперимент составляет важную сторону
практики. С его помощью наука в состоянии не только объяснить явления
материального мира, но и непосредственно овладеть ими. Поэтому эксперимент
является одним из главных средств связи науки с производством. Эксперимент
является средством исследования и изобретения новых приборов, машин, материалов
и процессов в промышленной технике. Он является важнейшим средством проверки
готовности технических проектов и усовершенствования технологических процессов.
Для современного специалиста любой отрасли
народного хозяйства и естественнонаучных дисциплин важное значение имеет
владение методикой эксперимента. Эксперимент является критерием всех
теоретических построений. Без экспериментального подтверждения ни одна теория
не может долго существовать. Вот почему в средней школе, повышая теоретический
уровень преподавания основ наук, все время уделяется большое внимание различным
видам учебного эксперимента, который нетождествен научному, но имеет целый ряд
общих с ним черт. Широкое применение эксперимента в школе дает возможность
показать, что эксперимент – это один из основных методов научного исследования.
Содержанием учебного
эксперимента являются:
а)
изучение явлений, особенностей их протекания в определенных условиях;
б)
изучение причинно-следственных связей между явлениями и функциональной
зависимости между величинами, характеризующими явления и свойства тел;
в)
изучение и сравнение свойств вещества в различных состояниях;
г)
иллюстрация законов, сформулированных на основе опытов или в результате
логических умозаключений, опирающихся на общетеоретические положения или метод
индукций ;
д)
определение констант;
е)
изучение и испытание приборов.
Научному эксперименту, как правило,
предшествует гипотеза, с помощью
которой определяется, что должно произойти при определенных действиях, и на
этой основе моделируется содержание (ход) эксперимента и его цель. Когда
содержание эксперимента определено, разрабатывается способ (методика) его
осуществления. Например, экспериментальному изучению зависимости между
давлением и объемом данной массы газа предшествует гипотеза, согласно которой
давление газа должно увеличиваться при уменьшении объема газа (что следует из
молекулярно-кинетической теории газа).
Из высказанного предположения вытекает
содержание опыта: измерение давления газа при изменении его объема, которое
также строго учитывается. На постановку опыта накладываются ограничения, т.е. в
нем должно быть исключено влияние температуры и массы газа. Отсюда следует
вывод: опыт нужно поставить так, чтобы температура и масса газа оставались
постоянными. Дальнейшая задача заключается в разработке методики постановки
опыта, удовлетворяющей указанным условиям.
Все это, по существу, составляет проектирование
эксперимента, т.е. первый этап на пути к его осуществлению. Задача второго
этапа заключается в создании материально технических условий, необходимых для
непосредственного осуществления эксперимента
(приборы,
установки, помещение и т. д.). И только теперь, после «наладки» оборудования,
может быть поставлен собственно сам эксперимент.
Эксперимент включает наблюдения, измерения
и запись их результатов. Но данным этапом эксперимент не завершается.
Завершающей частью эксперимента является теоретический анализ и математическая
обработка результатов измерений. Конечную цель эксперимента представляют
выводы, которые формулируются в результате этой обработки.
Рассмотренные элементы (этапы) научного
эксперимента в той или иной мере присутствуют в учебном эксперименте.
Из рассмотренного следует, что при
проведении эксперимента необходимо выполнять следующие действия:
§ самостоятельное
формулирование цели опыта;
§ выявление
условий, необходимых для постановки опыта;
§ проектирование
эксперимента;
§ отбор
необходимых приборов и материалов;
§ сборка
экспериментальной установки и создание необходимых условий для выполнения
опытов;
§ выполнение
измерений;
§ проведение
наблюдений;
§ фиксирование
результатов измерений и наблюдений;
§ математическая
обработка результатов измерений;
§ анализ
результатов и формулировка выводов.
Ø Уяснение
цели эксперимента.
Ø Формулировка
и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.
Ø Выяснение
условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.
Ø Планирование
эксперимента, включающего ответ на вопросы:
а) какие наблюдения провести;
б) какие величины измерить;
в) приборы и материалы, необходимые для
проведения опытов;
г) ход опытов и последовательность их
выполнения;
д) выбор формы записи результатов
эксперимента;
Ø Отбор
необходимых приборов и материалов.
Ø Сбор
установки.
Ø Проведение
опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результатов.
Ø Математическая
обработка результатов измерений.
Ø Анализ
результатов эксперимента, формулировка выводов.
Совершенствовать учебный процесс мне помогают слова
Л.Д. Ландау: “Главное
делайте все с увлечением! Это страшно украшает
нашу жизнь!
|
|
|
|
|
|