Курсовая работа (т): Демонстрационный эксперимент в современной средней школе

Развитие мышления учащихся в ходе эвристической беседы зависит от искусства учителя задавать вопросы. Вопросы могут быть очень детальными. Ответы на такие вопросы не требуют от учащихся пытливости мысли, серьезной и вдумчивой работы ума.

В практике обучения эвристическая беседа, кроме вопросов, рассчитанных на мыслительную деятельность логического уровня, может включать (и часто включает) вопросы и задания, требующие от учащихся высказываний интуитивного характера (догадки, выдвижения возможных предположений и т.д.). Эти частично-поисковые задания придают эвристической беседе совершенно иной, исследовательский характер. По уровню своего воспитательного воздействия эвристическая беседа с элементами исследования приближается к проблемной беседе.[3, с 34]

Задания на сравнение и систематизацию материала.

Большое влияние на умственное развитие учащихся оказывают задания, требующие сравнения, систематизации и обобщения уже изученного материала. Например, в таблице 1.1 представлены результаты сравнения гравитационных и электростатических сил.

Таблица 1.1 Сравнения гравитационных и электростатических сил

В электродинамике изучаются различные частные примеры электромагнитного поля: электростатическое, стационарное электрическое, вихревое электрическое и магнитное. Можно сопоставлять их свойства, находить в них общее и отличное. Сопоставлению поддаются магнитные свойства вещества (ферромагнетики, пара- и диамагнетики), свойства полей и вещества, ход лучей в линзах и зеркалах и т.д. В школьном курсе можно найти множество примеров для соответствующих заданий учащимся. При логико-поисковой работе учащихся значительная часть материала изучается ими на основе активной познавательной деятельности.

Организовать творческую поисковую деятельность учащихся можно не только на этапе применения знаний, но и при изучении нового материала.

При проблемном обучении познавательную деятельность учащихся стремятся организовать по логике развертывания познавательного творческого процесса, а именно:

Создают проблемную ситуацию, анализируют ее и в ходе анализа подводят учащихся к необходимости изучения определенной проблемы.

Включают учащихся в активный поиск решения проблемы на основе имеющихся знаний и мобилизации познавательных способностей. В отдельных случаях можно организовать предварительное изучение тех знаний, которые могут помочь учащимся решить проблему. Выдвигаемые в ходе поиска гипотезы и догадки должны подвергаться анализу, с тем, чтобы найти наиболее рациональное решение.

Предлагаемое решение проблемы проверяется иногда теоретически, чаще экспериментально. Проблема решается, и на основе этого решения делается вывод, который несет в себе новое знание об изучаемом объекте. В процессе решения проблемы выясняется необходимость исследования других сторон изучаемого объекта. В результате учащиеся добывают некоторую систему знаний.[4, с. 57]

В настоящее время многие считают, что проблемное обучение начинается с постановки учебной проблемы. Именно это исходное утверждение мешает выявлению различий между проблемным и традиционным обучением, ибо и в традиционном обучении всегда выдвигаются (должны выдвигаться) познавательные задачи урока, которые можно рассматривать как проблемы для предстоящего изучения.

В соответствии с основными закономерностями творческой познавательной деятельности, которые являются теоретической основой проблемного обучения, проблемное обучение должно начинаться с организации проблемных ситуаций, а не с формулировки учебных проблем.

Исследования показывают, что на уроках физики можно для создания проблемных ситуаций использовать три типа противоречий:

Противоречия между жизненным опытом учащихся и научными знаниями;

Противоречия процесса познания. Иначе говоря, противоречия между ранее полученными учениками знаниями и новыми. Это противоречие возникает в силу того, что на любом этапе обучения раскрытие свойств объекта не является исчерпывающим и на следующем этапе возникает возможность в яркой, противоречивой форме вскрыть несоответствие новых и имеющихся знаний;

Противоречия самой объективной реальности. Самым известным видом последнего противоречия являются квантовые и волновые свойства фотонов и других элементарных частиц.

Проблемные ситуации возникают в ходе познавательной деятельности человека. Поэтому для введения в проблемную ситуацию нельзя (недостаточно) просто указать учащимся на противоречие. Необходимо организовать их деятельность так, чтобы они сами натолкнулись на некоторое несоответствие познаваемого с имеющимися у них системой знаний. Деятельность эта может быть различной. Например, решение задачи, дающей парадоксальный ответ, расчет, не подтверждающийся экспериментом, беседа, в ходе которой (чаще всего на основе анализа опытов) учитель умело подводит учащихся к осознанию некоторого противоречия. [5, с 12]

Важно не только то, что говорит учитель, но и как он это говорит. Учитель всем своим видом и поведением должен показывать крайнюю заинтересованность в изучаемом явлении, в наблюдении опытов, их анализе; вместе с учащимися удивляться полученному несоответствию, показывать свою “озадаченность”, побуждать их к раскрытию “тайны” природы. Без такого эмоционального отношения учителя к изучаемому вопросу проблемное обучение может не состояться.

Чтобы не ограничиваться отдельными примерами, а выявить возможности курса физики для развития интуиции учащихся, проанализируем место интуитивных моментов в научных физических исследованиях.

В экспериментальных исследованиях по физике интуиция ученого проявляется, прежде всего, в предугадывании конечного результата эксперимента. Исследователь заранее предвидит или смутно угадывает результат эксперимента.

Немало интуиции проявляет исследователь и при анализе результатов эксперимента. Умение понять сущность наблюдаемого, увидеть новое, ранее неизвестное явление - это качество, присущее талантливому исследователю.

В теоретических исследованиях (если исключить из анализа создание самой теории) кульминационный момент творчества состоит либо в предсказании новых следствий теории, либо определении тех явлений и фактов, которые могут быть подведены под данную теорию, т.е. объяснены ею.

При изучении материала на основе теории, учащимся полезно ставить задания на предсказание новых следствий, а также на поиск принципа объяснения изучаемых явлений. Нахождение принципа объяснения того или иного явления часто составляет сущность (и основную трудность) решения качественных задач, а поиск ответа на вопрос “как?” составляет основную ценность творческих заданий.

Успеха можно добиться лишь в том случае, если работу по развитию познавательных способностей учащихся проводить систематически.

. Демонстрационный эксперимент в современной средней школе

.1 Место демонстрационного эксперимента в системе методов обучения физике

Демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. Объясняется это не только стремлением преподавателей подчеркнуть экспериментальный характер науки физики и не только желанием ознакомить учащихся с методами исследований, применяемых в познании физических явлений и закономерностей, но главным образом потому, что трудно объяснить многие явления природы, пользуясь лишь словесными описаниями. Вот почему уже первый учебник физики на русском языке знакомил учащихся с наукой о природе через систему физических опытов.

В предисловии к этому учебнику М. В. Ломоносов писал: "Мысленные рассуждения произведены бывают из надежных и много раз повторенных опытов. Для этого начинающим учиться физике наперед предлагаются ныне обыкновенно нужнейшие физические опыты, купно с рассуждениями, которые из оных непосредственно и почти очевидно следуют" [6; с. 5].

Естественно, что основное внимание при разработке демонстрационных опытов на первом этапе становления демонстрационного эксперимента было сосредоточено на поиске способов показа. В ход шли и приборы, применявшиеся для научных исследований, и любые доступные материалы. Вот как описывает М. В. Ломоносов один из опытов: "Когда бараний моченый пузырь, оставив несколько в его морщинах воздуху, крепко завяжешь и под стеклянным колоколом... на крючке подвесив, около его находящийся воздух воздушным насосом вытянешь, тогда пузырь помалу надуется, так что ни одной морщины на нем не останется. Когда поршень вытянешь один раз, тогда много воздуха убудет, но потом следующими его движениями - чем далее, тем меньше. А понеже явно есть, что пузырь растягивается воздухом, в нем оставленным, для того следует, что воздух имеет силу, чем он во все стороны раздается, которая упругостью называется". Этот опыт, разумеется, с объяснением на современном научном уровне, и сегодня ставится в школьном физическом кабинете под названием "Раздувание резиновой камеры под колоколом воздушного насоса".

Изменилась материальная основа этого демонстрационного опыта, изменилась глубина проникновения в сущность демонстрируемого явления, но неизменной осталась педагогическая значимость опыта, определяемая задачей формирования представлений о свойствах газов.

М. В. Ломоносову для преподавания курса физики приходилось брать приборы в научных лабораториях и заниматься изготовлением недостающих. И в последующие годы внимание учителей физики было сосредоточено на создании материальной базы преподавания этого предмета. Накапливающийся опыт обучения физике с применением демонстрационного эксперимента все в большей мере убеждал в значимости этого метода преподавания.

Уже в конце прошлого столетия преподавание без использования учебного эксперимента получило название "меловая физика".советский период развития методики преподавания физики в государственном масштабе ведутся работы по совершенствованию материальной базы школьных физических кабинетов, а это, в свою очередь, послужило стимулом к более широкому использованию демонстрационного эксперимента в практике преподавания. Преподавание физики в массовой школе дало новые данные о месте и значении демонстрационного эксперимента, которые позволили известному советскому методисту П. А. Знаменскому сказать: "В настоящее время не может быть споров и сомнений о том, что при изучении физики в школе обязательно возможно более полное применение эксперимента. Ряд положений, воспринятых учеником, но не ставших для него даже фактами, вследствие отсутствия наблюдений и опыта, только обременяет память учащегося, но не дает понимания и не вырабатывает привычки самостоятельного и независимого суждения. Даже самый образный и красочный рассказ учителя об эксперименте не может заменить для учащегося непосредственного живого восприятия предметов и явлений" [7; 41].

В системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, демонстрационный эксперимент относится к наглядным методам обучения.

По отношению к двум другим ведущим методам этой группы - словесным и практическим, демонстрационный эксперимент занимает особое место: он никогда не используется как уединенный метод, но всегда в сочетании со словесным (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия).

Как вспомогательное средство демонстрационный эксперимент применяется в практических методах обучения.

Необходимость сочетания слова учителя с показом физических явлений и закономерностей объясняется тем, что в демонстрационном эксперименте даже показ одного из явлений природы всегда сопровождается обилием чувственно воспринимаемых деталей. Главное и второстепенное, существенное и случайное, объект наблюдения и вспомогательные детали предстают перед учеником одновременно. Требуется направляющее слово учителя, которое концентрирует внимание на главном, существенном в объекте наблюдения. Слово учителя не только руководит зрительным восприятием, но и помогает учащимся делать выводы, формулировать заключения. Наконец, слово учителя кодирует зрительные образы в понятия.

Неразрывная связь словесных и наглядных методов в преподавании физики нередко порождает споры о месте демонстрационного эксперимента в изложении изучаемого материала.

Одни считают, что демонстрацией опытов можно лишь "иллюстрировать" учебный материал, изложенный словесно, на теоретическом уровне, а потому исходным началом в обучении должны быть общие положения, аксиомы, системы понятий, и лишь после усвоения теоретического закона должна использоваться наглядность для иллюстрации его применения.

Другие полагают, что логическим стержнем формирования прочных знаний должно быть четкое усвоение учащимися цепочки связанных звеньев: факты→модель→вследствие→эксперимент [8, с. 14]. Здесь демонстрация физических опытов начинает и завершает изложение учебного материала.

Следует признать, что не всегда характер содержания программного материала и оборудование физического кабинета дают учителю возможность выбора: изложить ли изучаемый материал сначала словесно, а затем проиллюстрировать сказанное опытами или же, опираясь на данные, полученные в ходе эксперимента, прийти к теоретическим обобщениям, а затем экспериментом проверить истинность теоретических следствий.

Но если имеются равные возможности и для того и для другого пути сообщения знаний?

Отвечая на этот вопрос, следует помнить, что сообщение учащимся знаний является важной, но не единственной задачей школы. Выбор методов обучения, характер изложения учебного материала и само содержание этого материала направлены на обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения. Поэтому два возможных способа использования демонстрационного эксперимента в процессе изучения физики - эксперимент как иллюстрация к изложенным теоретическим положениям и эксперимент как источник фактов, основа для выводов и обобщений оказываются неравнозначными с точки зрения задачи формирования мировоззрения учащихся.

В первом случае мы сообщаем ученикам о существовании "великой идеи", теоретического закона, которые можно применить для объяснения явлений природы. При этом у учеников складывается мнение, что законы природы выдумывают ученые, что, конечно совершенно неверно.

Второй путь от явления к сущности, от того, что можно наблюдать в окружающей природе и в демонстрационном эксперименте, к теоретическим обобщениям, а затем к практике, где, опять-таки, учебный эксперимент позволяет своими глазами убедиться в правомерности и теоретических обобщений, и всех следствий, которые из этой теории вытекают. Этот путь характерен для материалистического понимания процесса познания и потому предпочтительнее для формирования марксистско-ленинского материалистического мировоззрения.

.2 Особенности демонстрационного эксперимента

Демонстрационный эксперимент как метод обучения принадлежит к иллюстративным методам. Главное действующее лицо в демонстрационном эксперименте - учитель, который не только организует учебную работу, но и проводит демонстрацию опытов. Демонстрационный эксперимент имеет существенный недостаток - ученики не работают с приборами (хотя некоторые из них могут вовлекаться в подготовку демонстраций).