Навчальний експеримент у системі вивчення фізики в середній школі
§ 1. Система шкільного експерименту з фізики
Навчальний експеримент у школі є основою вивчення фізики. Без
перебільшення можна сказати, що якість знань і практичиа підготовка учнів з
фізики перебувають у прямій залежності від якості фізичного експерименту.
Шкільний фізичний експеримент підводить учнів до розуміння сучасних
фізичнпх методів дослідження, виробляє у них практнчні вміння і навички.
Під системою навчального експерименту розуміють сукупність
взаємопов’язаних предметів навчального обладнання, методів і методичних
прийомів, що відповідають домінуючій концепції навчання і виховання.
Пройшовши тривалнй шлях розвитку, шкільний фізичний експеримент
перетворився з окремих дослідів у струнку снстему навчального експерименту,
яка охоплює такі його види:
1) демонстраційпі досліди, виконувані вчителем;
2) фронтальні лабораторні роботи;
3) роботи фізичного практикуму;
4) експериментальні задачі;
5) позакласні досліди,
Усі ці види шкільного фізичного експерименту підпорядковані загальній
меті навчання і виховання. Проте, крім цієї загальної мети, кожен вид
навчального експерименту має більш вузьке цільове призначення, свої
особливості в методиці і техніці проведення експерименту.
§ 2. ЗМІСТ І ЗНАЧЕННЯ ДЕМОНСТРУВАНЬ 3 ФІЗИКИ
Під демонструваннями з фізики розуміють покази фізичних явищ і
зв’язків між ними. Демонстрування звичайно поділяють на дві групи:
демонстрування самих фізичних явищ і демонстрування засобів унаочнення
(моделей, плакатів, слайдів та ін.). Обидві ці групи демонструвань взаємно
доповнюють одна одну, але основою для педагогічного процссу є перші з них,
тобто демонстрування дослідів.
Демонстрування дослідів — активний цілеспрямований процес, у ході
якого вчитель керує відчуттямп та сприйманнями учнів і на їх оспові формує
певні поняття й переконання.
Метод і завдання демонструвань можуть бути різними. Здебільшого їх
застосовують при розв’язуванні таких дидактичних завдань:
а) створення початкових уявлень про фізичні явища (наприклад,
демонстрування механічних рухів, теплової дії струму);
б) формування фізичних понять;
в) встановлення функціональних залежностей між величинами
(демонстрування залежності опору провідників від температури, залежиість
прискорення тіла від його маси та ін.);
г) підведення учнів до розуміння сучасних фізичних методів до-
слідження (осцилографічного, стробоскопічного, спектрального та ін.);
д) показу практичного застосування фізичних законів в інших науках і
техніці;
е) розкриття принципів, покладених в основу деяких технологічних
процесів (електрофарбування, електроіскрова обробка матеріалів, міднення та
ін.);
є) показу в мініатюрі природних явищ (грім, блискавка, північне сяйво,
райдуга);
ж) формування практичних умінь і навичок у поводженні з фізичною
апаратурою.
Демонстрування дослідів завжди пов’язане з відповідними поясненнями
вчителя. У зв’язку з цим важливого значення набуває доцільне поєднання
класного експерименту із словом учителя. Відомий педагог професор Л. В.
Занков визначив чотири форми поєднання слова вчителя і демонстраційного
експернменту.
І ф о р м а. Учні дістають навчальну інформацію, спостерігаючи дослід,
у процесі проведення якого вчитель дає відповідні вказівки і пояснення,
спрямовуе в бажаному напрямі розумову діяльність учнів.
ІІ ф о р м а. Учитель, спираючись на спостереження учнями наочних
об’єктів і на наявні у них знання, веде їх до усвідомлення і формування
таких зв’язків у явищах, яких учні самостійно не можуть побачити в процесі
сприймання.
ІІІ форма. Відомості про об’єкт, що вивчається, учні дістають від
вчителя, а засоби унаочнення і досліди є підтвердженням або конкретизацією
словесних повідомлень.
ІV ф о р м а. Спираючись на відомості, одержувані учнями в процесі
спостереження, учитель повідомляє про такі зв’язки між явищами, які
безпосередньо учнями не спостерігаються, або робить висновок, об’єднуючи,
узагальнюючи окремі результати спостережень.
Експериментально встановлено, що більш міцні й свідомі знання дають І
і ІІ форми поєднання демонструвань і слова вчителя. Тому цим формам слід
надавати перевагу над іншими при проведенні демонстраційного експерименту з
фізики.
§ 3. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ДЕМОНСТРАЦІЙНИХ ДОСЛІДІВ 3 ФІЗИКИ
Демонстраційний дослід передає інформацію в основному за допомогою
зорових образів, тому забезпечення доброї видимості під час демонструвань —
одна з найважливіших вимог до нього. Ігнорування цієї вимоги, як правило,
приводить до порушення дисципліни і втрати учнями інтересу до питань, що
розглядаються на уроці. Потрібна видимість забезпечується відповідним
конструюванням приладів, розміщенням їх, а також застосуванням деяких
спеціальних заходів і прийомів, вироблених практикою викладання (про це
мова йтиме далі).
Не менш важливою вимогою до демонстраційного експернменту є наочність
його. Під «наочністю» розуміють чітку й зрозумілу постановку досліду. Для
цього слід складати найбільш прості установки, використовувати уже знайомі
учням прилади. Учитель завжди повинен намагатися досягти потрібного
результату найпростішими засобами.
Кожне демонстрування має бути переконлнвим, не викликати сумнівів у
достовірності здобутих результатів. Тому, проводячи демонстраційний дослід,
треба повністю виключати або зводити до мінімуму різні побічні явища, які
можуть відвертати увагу учнів від основного. Для цього інколи доводиться
проводити додаткові досліди. Наприклад, проводячи досліди з тілами різних
мас, треба пасамперед переконати учнів у тому, що тіла справді мають різну
масу.
Психологічні дослідження показують: чим сильнішою буде дія досліду на
органи чуттів, тим міцніше він запам’ятовується. Тому демонстраційні
досліди мають бути достатньо емоційними для збудження в учнів почуттів
«здивованості», «захоплення», «незвичності», тобто почуттів, необхідних для
виникнення проблемної ситуації.
Одним з найважливіших факторів педагогічного процесу є раціональне
використання часу. Вчителеві завжди потрібно стежити, щоб темп виконання
досліду відповідав темпу сприймання учнями демонстраційного матеріалу.
Значно зекономити час на уроці можна в процесі попередньої підготовки
досліду вчителем. Наприклад, тривалість кипіння води при зниженому тиску
можна значно скоротити, якщо воду брати не холодну, а заздалегідь
підігріту.
Важливою методичною вимогою до демонстраційних дослідів є їх
надійність. Невдале демонстрування завжди порушує нормальний хід уроку,
підриває авторитет учителя і призводить до дезорганізації роботп в класі.
Надійності дослідів добиваються ретельною підготовкою їх, багаторазовою
перевіркою, вибором найбільш вдалих приладів і деталей.
Проведення дослідів має сприяти естетнчному вихованню учнів. Критерієм
естетичності досліду є насамперед якість створення по-трібних ефектів для
правильного формування уявлень про виучуване явище.
Проведення будь-якого досліду повинне здійснюватись при суворому
дотриманні правил техніки безпеки.
§ 4. ФРОНТАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ І ФІЗИЧНІ ПРАКТИКУМИ
Програмами з фізики для середньої школи значна частина навчального
часу відводиться на самостійне виконання учнями лабораторних робіт. При
вивченні окремих питань програми учні під безпосереднім керівництвом
учителя внконують фронтальні лабораторні роботи. Особливістю їх є те, що
всі учні класу одночасно виконують ту саму роботу. Це полегшує працю
вчителя на уроці, даючи йому можливість оперативно керувати діяльністю
учнів, конт-ролювати хід виконання роботи на кожному її етапі. Залежно від
змісту і складності фронтальної лабораторної роботи на виконання її може
бути відведено від 5 до 45 хв. Наприклад, при вивченні фізики в 7 класі
лабораторна робота «Одержання зображень магнітних полів» може бути виконана
всього за кілька хвилин, а на виконання роботи «Визначення ефективності
установки з електричним нагрівником» потрібно відвести цілий урок.
Одним з видів навчального експерименту є фізичні практикуми, до яких
включаються складніші лабораторні роботи, які можуть бути проведені в кінці
великих розділів. Особливістю фізичних практикумів є те, що при проведенні
їх учні одночасно виконують різні роботи. Фізичні практикуми, як і
фронтальні лабораторні роботи, учні виконують індивідуально або групами
(2—3 учні) залежно від конкретних умов школи, укомплектованості її
фізичного кабінету.
Виконуючи фронтальні лабораторні работи, учні досліджують чи
розглядають одне або невелику кількість споріднених питань. Якщо
проводяться фізичні практикуми, то в них треба включати ширше коло питаиь,
які стосуються всього розділу або навіть різних розділів.
Кількість вказаних у програмах лабораторних робіт, як і де-
монстраційних дослідів, є обов’язковою. Але вчителеві дається право залежно
від умов школи, рівня підготовки учнів певного класу, методики вивчення
матеріалу, якої дотримується вчитель, замінювати лабораторні роботи
рівноцінними їм або більш ефективними. Обов’язковими є також організаційні
форми проведення лабораторних робіт: передбачені програмами фронтальні
роботи повинні виконуватись фронтально. Бажано, звичайно, розширити
кількість фронтальних лабораторних робіт, якщо для цього є відповідне об-
ладнання і роботи органічно вплітаються в процес вивчення того чи іншого
матеріалу. Особливо це слід робити при вивченні тих розділів, в яких
кількість фронтальних робіт, передбачених програмами, незначна.
Важливою вимогою програм є обов’язкове використання часу, що
відводиться на фізичні практикуми, за прямим призначенням. У програмах
подано перелік робіт фізичного практикуму і вказується час, відведений на
виконання їх. Наприклад, у 9-му класі на виконання робіт практикуму
відведено 16 годин і є перелік 19 робіт. Учитель може вибрати для
проведення 8 робіт, розрахованих на 2 години кожна, а може поставити 16
одногодинних робіт. Зрозуміло, що список таких робіт учитель може дещо
розширити, якщо для цього є відповідне обладнання й оригінальні дидактичні
ідеї.
У більшості шкіл фізичні практикуми проводять наприкінці навчального
