Роль эксперимента в организации образовательного процесса по физике
статья по физике

Роль эксперимента в организации образовательного процесса по физике

Обеспечить понимание и усвоение учебного материала позволяют физические эксперименты. Правильно поставленные демонстрационные опыты, фронтальные и лабораторные работы по физике способствуют усвоению и пониманию учебного материала, приобретению умений и навыков. В рамках изучения физики в школе эксперимент является одновременно источником знаний и методом исследования. Следовательно, изучение школьного курса физики должно сопровождаться с проведением экспериментов. Основу экспериментов составляют демонстрация опытов, выполнение лабораторных работ. Некоторые эксперименты, в силу невозможности проведения на уроке, воспроизводятся посредством видеороликов с помощью компьютера, проектора, и т.д.

Учебный эксперимент вместе с другими преимуществами является основным средством наглядности в процессе изучения дисциплины, поскольку в рамках эксперимента учащиеся получают знания в результате собственной деятельности, и это служит доказательством объективности получаемой информации. Школьный физический эксперимент также является эффективным средством развития и воспитания учащихся, поскольку служит средством развития таких черт характера, как аккуратность, настойчивость, внимательность, умение наблюдать, а также способствует развитию логического мышления.  

Также использование эксперимента в учебном процессе имеет важное значение, поскольку обеспечивает наглядность преподавания, способствует усилению интереса среди учеников к изучению дисциплины. С помощью эксперимента появляется возможность проиллюстрировать установленные в науке законы и закономерности, сделать содержание в доступном и понятном для учеников виде, продемонстрировать применение этих законов в окружающем мире и в быту, ознакомить с экспериментальным методом исследования физических явлений.

В современной методике обучения существует несколько видов эксперимента. Это демонстрационные опыты, фронтальные лабораторные работы, физические практикумы, экспериментальные задачи и внеклассные эксперименты.  

Демонстрационный эксперимент – это показ учителем физических явлений, закономерностей, их практических применений. По каждой теме курса имеется перечень обязательных демонстраций. В этот перечень включено некоторое число фундаментальных опытов, составляющих экспериментальную основу физики. Важное значение имеют демонстрации иллюстрирующие объяснения учителя. Демонстрационный эксперимент занимает сравнительно мало времени, рассчитан на одновременное восприятие всеми учениками класса, и способствует формированию физических понятий. При изучении нового материала демонстрация делает рассуждения более понятными и убедительными.

Фронтальные лабораторные работы – способ организации учебного физического эксперимента, в котором каждый ученик проводит работу с помощью приборов или установок. Данный вид деятельности на уроках выполняется под руководством учителя всеми учениками на одинаковом оборудовании. Лабораторные работы проводятся на протяжении всего учебного года, и это положительно сказывается на развитии среди учащихся экспериментальных навыков и умений. В процессе выполнения фронтальных лабораторных работ ученики получают представление о методах научного исследования, знакомятся с физическими измерениями, убеждаются в объективности физических законов.

Лабораторные работы имеют важное образовательное, развивающее и воспитательное значение, так как они способствуют формированию и углублению знаний учеников по физике, развитию логического мышления. С помощью лабораторных работ ученикам прививаются дисциплина, навыки самостоятельной работы, в том числе поиска ответов на физические вопросы.  

Следует отметить, что в современной учебной практике выделяют методы выполнения лабораторных работ в школе:

1. Репродуктивный. Данный метод заключается в том, что учениками подтверждаются уже известные факты и знания по теме, а также иллюстрируются теоретически установленные утверждения. При выполнении работ данным методом не предусматривается самостоятельное получение новых знаний.
2. Эвристический. При таком методе выполнения лабораторных работ учитель руководит последовательностью действий и дает практические указания, направляет учеников на формулировку нового закона с помощью наводящих вопросов.
3. Исследовательский.   В этом методе ученики получают лишь задание, а пути решения отыскивают самостоятельно. Этапы исследования также проводятся самостоятельно.  

Физический практикум – это еще один вид организации деятельности на уроках физики. Практикум является более качественной формой организации лабораторно – практических занятий по сравнению с лабораторными работами. Ученики готовятся к выполнению лабораторной работы самостоятельно, пользуясь необходимыми инструкциями. Сама работа также выполняется учениками самостоятельно. Такой вид деятельности направлен на развитие экспериментальных умений и навыков, самостоятельности, систематизации и углубления знаний. Как правило, данная форма проведения занятий используется в конце учебного года для повторения и углубления знаний, для развития навыков самостоятельной исследовательской деятельности.

Экспериментальные задачи – это задачи, для решения которых данные получаются экспериментально либо самими учащимися, либо с помощью учителя. При решении экспериментальных задач ученики убеждаются, что эксперимент занимает важное место в познании окружающего мира. Посредством задач у обучающихся складываются представления о погрешностях измерений, а также развиваются исследовательские навыки, творческие способности.

Внеклассные эксперименты – это такой вид деятельности учеников, который выполняется во внеурочное время, как правило, дома. Это простые наблюдения, проводимые учеником в его окружении без непосредственного контроля педагогом за ходом этого процесса. Эксперимент подобного рода может проводиться учениками с помощью самодельных приборов, установок, подручных материалов и т.д.

Таким образом, физический эксперимент в целом является своего рода инструментом исследования окружающей природы, ее законов и явлений. Он убеждает школьников в материальности мира, его познаваемости. Благодаря физическому эксперименту познание реальной действительности происходит на основе ощущений. Среди учащихся формируются первоначальные представления об изучаемых явлениях, создаются чувственные образы, лежащие в основе многих физических понятий, например, механическое движение, траектория и т.д. Применение физического эксперимента позволяет заинтересовать учеников, активизировать мышление, убеждает их в познаваемости мира, его материальности.

Особенностью федеральных государственных образовательных стандартов общего образования является деятельностный характер, который ставит главной задачей развитие личности ученика. В настоящее время современное образование отказывается от традиционного представления результатов обучения в виде знаний, умений и навыков. Формулировки ФГОС указывают на реальные виды деятельности. Поставленная задача требует перехода к новой системно-деятельностной образовательной парадигме, которая, в свою очередь, связана с принципиальными изменениями деятельности учителя, реализующего ФГОС. Также изменяются и технологии обучения, внедрение информационно-коммуникационных технологий открывает значительные возможности расширения образовательных рамок по каждому предмету в образовательных учреждениях.  

Методологической основой ФГОС ООО является системно – деятельностный подход. Он направлен на развитие личности, а также позволяет выделить основные результаты обучения среди учащихся. Развитие личности учащихся обеспечивается, в первую очередь, через формирование универсальных учебных действий, поскольку УУД являются основой образовательного и воспитательного процесса. Овладевая УУД, ученики создают возможность самостоятельного усвоения знаний, умений и навыков. УУД – это обобщенные действия, обеспечивающие широкую ориентацию обучающихся в различных предметных областях и мотивацию к обучению.  

Одним из основных документов, регламентирующих деятельность образовательного учреждения является основная образовательная программа. Целью реализации данной программы является создание условий для развития и воспитания личности в соответствии с требованиями ФГОС ООО.

Основной формой обучения в школе сегодня остается традиционный урок, а самый распространенный тип урока – комбинированный. Необходимо рассмотреть его с позиции основных дидактических требований, и раскрыть суть изменений, связанных с проведением урока современного типа. Итак, традиционный урок в основном строится на прямой деятельности учителя. Учителем сообщается тема урока, он формулирует цели и задачи, осуществляет контроль за выполнением учащимися практической работы, осуществляет оценивание работы учащихся, и т.д. В уроке современного типа при объявлении темы урока и сообщении целей и задач учитель лишь подводит учащихся к осознанию и осмыслению. Учащиеся сами формулируют тему урока, цели и задачи, самостоятельно осуществляют учебные действия по намеченному плану, осуществляют контроль, и т.д.

Таким образом следует вывод, что различие между традиционным и современным уроком заключается в деятельности учащихся и учителя на уроке.  

Проектирование современного урока физики комбинированного типа должно включать решение не только предметных, но и метапредметных результатов. В ФГОС ООО метапредметные результаты – это освоенные учащимися универсальные учебные действия (познавательные, регулятивные и коммуникативные), обеспечивающие овладение ключевыми компетенциями, составляющими основу умения учиться. Необходимо проанализировать деятельность учащихся на каждом этапе урока, выделить универсальные учебные действия, которые формируются при правильной организации деятельности учащихся.

 В данной таблице приведены универсальные учебные действия в обобщенной форме. Она дает возможность увидеть, какие метапредметные результаты формируются на отдельном этапе урока.

Обучение целеполаганию, а также формулированию темы на уроках физики возможно через введение проблемного диалога. Для определения учащимися уровня своих знаний, по какой – то определенной теме урока, необходимо создавать проблемную ситуацию. При помощи проблемной ситуации на уроках физики главными деятелями становятся ученики, учитель лишь предполагает, по какому плану пройдет урок. Определившись с заданиями, которые могут быть выполнены учащимися на уроке, следует продумать формы организации практической деятельности учащихся.

В процессе получения ответов на вопросы на уроке под руководством учителя, обучающиеся учатся работать в коллективе, совместно вырабатывать общее решение. На этапе урока по закреплению предметных знаний может быть организована в форме учебного практико – ориентированного проекта. В настоящее время важное место в образовании уделяется проектной деятельности. Проектная деятельность на уроках физики может стать важным инструментом в формировании УУД, а также в формировании мотивации к обучению. Поскольку результативность обучения напрямую связана с мотивацией у учащихся, мотивация напрямую зависит от понимания значимости получаемых знаний. Учитель в процессе разработки урока должен отдавать предпочтение тем видам деятельности на уроке, которые моделируют жизненные ситуации.

Этап рефлексии способствует формированию умения анализировать деятельность на уроке. Учитель при разработке урока, направленного на формирование у обучающихся УУД, должен максимально использовать учебник, являющийся главным средством обучения. Если учебник по физике составлен в соответствии с требованиями ФГОС ООО, то это означает, что в содержании, структуре, и в системе заданий заложены идеи, позволяющие достичь требуемых стандартом результатов. Учитель на этапе планирования урока по физике должен рассмотреть, какие виды и типы заданий предлагают авторы учебника, прежде всего, для того чтобы разобраться, на формирование каких УУД они направлены.

Исходя из требований ФГОС ООО, внедрения этих стандартов в практику проведения современного урока по физике, учитель должен планировать и проводить уроки таким образом, чтобы они были направлены на формирование предметных и метапредметных результатов. Лежащий в основе стандарта системно – деятельностный подход предполагает проведение уроков нового типа. Используя возможности, а также все достоинства традиционного урока по физике, учитель может успешно формировать предметные и метапредметные результаты. Для достижения результата необходимо рассмотреть урок с позиции эффективности применения методов, приемов обучения, а также способов организации учебной деятельности учеников на уроках физики.