Методика проведения лабораторных работ по физике
методическая разработка по физике (11 класс)

КОМИТЕТ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГБПОУ  ЛО «ЛИСИНСКИЙ ЛЕСНОЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка по теме:

«Методика проведения лабораторных работ по физике»

Выполнила:                                 преподаватель физики

                                                              Агаева Марина Эдуардовна

пос. Лисино-Корпус

2016 год

     Умение учащихся теоретически рассуждать об определенной системе действий еще не обеспечивает умения выполнять эти же действия реально. Завершающим этапом в развитии умственных операций обучающихся является не становление умственного действия, а реализация этого действия в практической деятельности. Поэтому обучение физике предусматривает привлечение обучающихся к таким видам деятельности, которые позволяют использовать приобретенные знания на практике, например, к выполнению учащимися лабораторных работ.

     В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта, регионального компонента и запросами работодателей к содержанию и уровню подготовки специалист лесного хозяйства должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

- понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;

- принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;

- осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

- использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности;

- работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями;

- брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий;

- самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации;

- ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Федеральный государственный образовательный стандарт предусматривает так же формирование профессиональных компетенций, соответствующих основным видам профессиональной деятельности:

- выбирать рациональные способы технологии и технологические режимы;

- составлять технологическую последовательность и схему труда;

- вести документацию установленного образца;

- организовывать работу коллектива;

- осуществлять технический контроль качества.

     Физика  изучает общие свойства окружающего нас материального мира. Это фундаментальная наука: её понятия и законы лежат в основе не только любых разделов естествознания, но и дисциплин профессионального цикла.

     В курсе  дисциплины «Физика» можно выделить материал, включающий профессионально значимые знания, которые могут быть применены при овладении конкретными специальностями, то есть как в процессе изучения предметов общепрофессионального цикла, так и в производственном обучении.

     Под лабораторными работами понимают такую организацию учебного физического эксперимента, при которой каждый учащийся работает с приборами или установками.

     Дидактическая роль лабораторных работ чрезвычайно велика. Восприятия при выполнении лабораторных работ основаны на большем и более разнообразном количестве чувственных впечатлений и становятся более глубокими и более полными по сравнению с восприятиями при наблюдении демонстрационного эксперимента. При выполнении лабораторных работ обучающиеся учатся пользоваться физическими приборами как орудиями экспериментального познания, приобретают навыки практического характера. В некоторых случаях научная трактовка понятия становится возможной лишь после непосредственного ознакомления учащихся с явлениями, что требует воссоздания опытов самими учащимися, в том числе и во время выполнения лабораторных работ. Выполнение лабораторных работ способствует углублению знаний обучающихся по определенному разделу физики, приобретению новых знаний, ознакомлению с современной экспериментальной техникой, развитию логического мышления.

     Лабораторные работы имеют также важное воспитательное значение, поскольку они дисциплинируют учащихся, приучают их к самостоятельной работе, прививают навыки лабораторной культуры.

Классификация лаборатрных работ

     Лабораторные работы по физике классифицируются по различным признакам:

- по содержанию - по механике, молекулярной физике, электродинамике, оптике и др.;

- по методам выполнения и обработки результатов - наблюдение, качественные опыты, измерительные работы, количественные исследования функциональных зависимостей величин;

- мерой самостоятельности учеников во время выполнения - проверочные, эвристические, творческие;

- дидактической целью - изучение нового, повторение, закрепление, наблюдение и изучение физических явлений, ознакомление с физическими приборами и измерение физических величин, ознакомление со строением и принципом действия физических приборов и технических установок, выявление или проверка количественных закономерностей, определение физических констант;

- по организационным признакам - фронтальные лабораторные работы, физические практикумы, домашний эксперимент.

     Последняя классификация самая общая и самая распространенная. Она дает возможность рассматривать эксперимент с точки зрения методов учебы, правильно определять место каждого эксперимента в системе учебных занятий по физике, рационально подбирать учебное оборудование.

     Фронтальные лабораторные работы - это такие занятия, в которых ученики сами воспроизводят и наблюдают физические явления или проводят измерение физических величин, пользуясь при этом специальным (лабораторным) оборудованием. Слово "фронтальный" означает, что в данном случае все ученики класса проводят одинаковый эксперимент, пользуясь при этом одинаковым оборудованием. Если длительность фронтальных лабораторных работ не превышает 10 -15 минут, то их часто называют фронтальными опытами. Фронтальные лабораторные работы проводятся во время изучения соответствующего материала.

     Физическим практикумом называют такую форму проведения лабораторных работ, при которой все звенья или группы звеньев учеников получают разные задания усложненного содержания. Практикум проводится после изучения определенного раздела курса физики или чаще всего в конце учебного года. Его задания охватывают большие темы курса и требуют для своего выполнения сложной физической аппаратуры и экспериментальных установок.

     Домашний эксперимент - лабораторные работы, которые выполняются учащимися дома по заданию учителя. При этом ученики пользуются предметами домашнего обихода или самостоятельно изготовленными самыми простыми приборами.

Методы выполнения лабораторных работ

     Лабораторные работы могут быть выполнены одним из методов: репродуктивным, частично-поисковым (эвристическим) или исследовательским.

     Репродуктивный метод выполнения лабораторной работы заключается в том, что в данном случае не предусматривается самостоятельное получение новых знаний, а лишь подтверждаются уже известные факты и истины или иллюстрируются теоретически установленные утверждения.

     Выполнение лабораторных работ репродуктивным методом предусматривает проведение актуализации знаний учеников, повторение способа измерения необходимых физических величин, выяснения принципиальной схемы установки. После этого учащимся предлагается собрать схему установки, провести измерение, обработать результаты опыта и сделать соответствующие выводы.

     Данный метод выполнения лабораторных работ является самым распространенным в практике обучения физики, но он имеет существенные недостатки: он рассчитан на воспроизводящую деятельность учеников и требует от них действий по образцу.

     Частично-поисковый метод заключается в том, что учитель, систематически давая последовательные указания, руководит практическими действиями учеников, а затем своими вопросами направляет их умственную деятельность на анализ полученных из опытов результатов и на формулировку нового, раньше неизвестного им закона или факта. Этот метод позволяет органически включать в изложение нового материала лабораторный эксперимент как источник новых знаний, добытых учащимся в результате своих наблюдений на самостоятельно собранной установке.

     Частично-поисковым методом целесообразно пользоваться в тех случаях, когда все действия, которые должны выполнить обучающиеся, уже усвоенные или выполняются легко. Данный метод может использоваться в работах, посвященных либо наблюдению явлений, либо установлению функциональных зависимостей между определенными физическими величинами.

     При исследовательском методе выполнения ученики получают только задание, а пути его выполнения они отыскивают сами и самостоятельно проводят все этапы исследования - собирают установку, проводят измерение, обрабатывают результаты и т. д.

     Исследовательский метод в чистом виде может быть использован лишь в индивидуальной работе с сильными учащимися. Но элементам этого метода необходимо учить всех обучающихся. Для этого в канун выполнения лабораторной работы целесообразно предложить учащимся продумать возможные способы непрямого измерения какой-либо величины, самим указать необходимые приборы и способы проведения измерений. Предложения учащихся обсуждаются в группе и производится единственный подход к выполнению работы. Вся последующая работа выполняется обучающимися полностью самостоятельно. Роль учителя заключается лишь в контроле за действиями учащихся.

     Широкие возможности при выполнении лабораторного эксперимента дает использование компьютерной техники на разных этапах этой работы. Использование компьютера позволяет графически задать какую-нибудь математическую функцию (зависимость между определенными физическими величинами), моделировать физические процессы, сложные физические и технологические установки, рассматривать физические процессы в динамике. Применение аналого-цифровых преобразователей дает возможность использовать компьютер во время выполнения лабораторных работ для измерения физических величин и графической интерпретации протекания физических процессов. Применение электронно-вычислительной техники во время обработки результатов эксперимента позволяет избежать больших затрат учебного времени на выполнение однообразных вычислений и увеличить частицу творческой работы учащихся.

     Вместе с тем, используя компьютер в лабораторном эксперименте, следует помнить, что моделирование физических процессов на компьютере слабо способствует формированию у обучающихся экспериментаторских умений и навыков. Ведь компьютер лишь моделирует физический эксперимент, а модель никогда не может подать исчерпывающие сведения о явлении. Поэтому использование компьютера в лабораторном эксперименте должно дополнять, но не подменивать его. Учащиеся должны уметь работать с реальными физическими приборами, собирать экспериментальные установки, пользоваться измерительными приборами. Моделирование же разнообразных ситуаций, например, во время работы "конструкторами электрических цепей" и другими аналогичными компьютерными программами, позволит лишь быстрее познать закономерности тех или других процессов и явлений.

Планирование лабораторных работ

     Целью лабораторных занятий является обучение, воспитание и развитие компетентной личности, способной вести самостоятельный поиск информации, выбирать методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество, применять полученные знания в практической деятельности.

     При планировании  лабораторных работ следует учитывать, что наряду с ведущей дидактической целью - подтверждением теоретических положений в ходе выполнения заданий у обучающихся формируются практические умения и навыки обращения с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты).

Количество и тематика лабораторных работ

     Количество и тематика фронтальных лабораторных работ по каждой теме курса физики определяется учебной программой. При этом предусматривается, что в случае необходимости (отсутствие необходимого оборудования или условий) указанные работы можно заменить равноценными им работами. Для выполнения фронтальных лабораторных работ предусматривается использование специальных (лабораторных) приборов.

     Состав заданий для лабораторной работы должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством обучающихся. Количество часов, отводимых на лабораторные работы, фиксируется в тематических планах примерных и рабочих учебных программ. В ГБПОУ ЛО «Лисинский колледж» на проведение лабораторных работ отведено 30 часов из 97 часов на курс.

     Календарно-тематический план по дисциплине «Физика» для специальностей  35.02.01 Лесное и лесопарковое хозяйство, 35.02.12 Садово-парковое и ландшафтное строительство, 35.02.14 Охотоведение и звероводство, 21.02.04 Землеустройство предусматривает следующий перечень лабораторных работ:

1. Лабораторная работа  № 1 « Определение плотности вещества твердого тела»;

2. Лабораторная работа № 2 «Определение ускорения силы тяжести с помощью математического маятника»;

3. Лабораторная работа № 3 «Проверка закона Бойля-Мариотта»;

4. Лабораторная работа № 4 «Измерение относительной влажности воздуха»;

5. Лабораторная работа № 5 «Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости»;

6. Лабораторная работа № 6 «Определение удельного сопротивления проводника»;

7. Лабораторная работа №7 «Последовательное и параллельное

соединение проводников»;

8. Лабораторная работа № 8 «Исследование зависимости мощности лампы от напряжения на её зажимах»;

9. Лабораторная работа № 9 «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника»;

10. Лабораторная работа №10 «Определение электрохимического эквивалента меди»;

11. Практическая  работа №11 «Снятие вольт - амперных  характеристик двухэлектродной и трехэлектродной ламп»;

12. Лабораторная работа № 12 «Измерение емкости конденсатора и индуктивности катушки»;

13. Лабораторная работа № 13 «Измерение освещенности»;

14. Лабораторная работа № 14 «Определение коэффициента преломления стекла»;

15. Лабораторная работа № 15 «Определение длины световой волны».

Методика проведения фронтальных лабораторных работ по физике

     Фронтальные лабораторные работы могут быть во времени от 10-15 минут до 1-2 часов. У одного прибора должно работать не более 2 человек, т.е. приборы должны быть в значительном количестве.

Методика проведения фронтальной лабораторной работы:

     1. Вводная беседа: указывается цель работы, прорабатывается план работы, даются необходимые инструктивные указания по записям, расчетам и обращению с приборами.     Подготовка к выполнению фронтальных лабораторных работ начинается с создания соответствующей материальной базы - подбору необходимых для выполнения работы приборов. Выполнение фронтальных лабораторных работ проводится "парами", которые формируются таким образом, чтобы обеспечить высокую эффективность работы каждого ученика. Накануне выполнения фронтальной лабораторной работы учитель сообщает учащимся тему работы и объем материала, который необходимо повторить для ее выполнения.

     Занятие начинается со вступительного слова учителя и соответствующего инструктажа относительно выполнения работы. Учитель проводит также короткий инструктаж учащихся по технике безопасности при выполнении данной работы и делает соответствующие записи в "Журнал инструктажа по технике безопасности", который находится в кабинете физики.

     Учащиеся записывают в тетрадях дату, номер и тему лабораторной работы, список приборов и материалов, чертят таблицу результатов измерений и вычислений.

     2. Выполнение работы:  в зависимости от характера работы приборы могут быть заранее расставлены на рабочих столах учащихся или раздаются лаборантом, учителем, самими учащимися после беседы. Экспериментальную часть задания обучающиеся выполняют самостоятельно под контролем учителя. Учитель обходит столы учащихся, следит за их работой, чтобы в каждой группе все участвовали в работе. В случае необходимости оказывает учащимся помощь, обращает их внимание на приемы правильной работы с приборами, отмечает нарушение правил техники безопасности. Учитель фиксирует также качество и самостоятельность выполнения работы каждым учащимся. Если в работе учащихся получается заминка, учитель привлекает внимание всех учащихся и дает необходимые пояснения группе.

      3. Заключительная работа: по окончании лабораторной работы выводы и результаты подвергаются коллективному обсуждению. Числовые результаты различных групп обсуждаются на доске. Анализируются причины ошибочных результатов. Результаты работы заносятся в тетрадь, где проводится их обработка и записывается соответствующий вывод (полученное значение физической величины). Оценка за фронтальную лабораторную работу выставляется на основе заметок учителя и проверки отчета учащегося. Эта оценка заносится в журнал учебных занятий.