CC BY
66
ниегп
issn 2304-120X Тарасова Н. М., Петрова Р. И. Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2018. - № V3. - 0,3 п. л.- URL: http://e-koncept. ru/2018/186027. htm.
научно-методический электронный журнал
ART 186027 УДК 372.853
Тарасова Надежда Михайловна,
учитель физики МОБУ «Технический лицей Н. А. Алексеевой», г. Якутск [email protected]
Петрова Раиса Иннокентьевна,
кандидат технических наук, доцент кафедры методики преподавания физики ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова», г. Якутск
Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач
Аннотация. В настоящее время в стране наблюдается высокий спрос на технических специалистов, что подразумевает качественное физическое образование в школе. Цель нашего исследования заключается в обучении физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач. Ведущий подход к изучению темы -это применение экспериментальных задач. Результат данного исследования - высокая результативная активность участия обучающихся на олимпиадах. В статье отмечены положительные стороны применения физического эксперимента на уроках физики. Рассмотрен сценарий урока прохождения новой темы путем выполнения эксперимента.
Ключевые слова: обучение физике в профильных классах, физический эксперимент. Раздел: (01) отдельные вопросы сферы образования.
В последние годы в России, в частности в Республике Саха (Якутия), высок спрос на технические специальности. Исходя из этого, физика считается одной из базовых дисциплин технического образования. Заинтересованность родителей и обучающихся в техническом образовании возрастает ежегодно. Открывается всё больше профильных классов с углубленным изучением физики. Качества обучения по физике можно добиться, используя различные методы обучения, но наиболее эффективный способ, по нашему мнению, это ученический физический эксперимент.
Объект исследования - процесс обучения физике в условиях профильного образования.
Предмет исследования - обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике.
Цель исследования - обучение физике путем решения экспериментальных задач. Задачи:
1) изучение передового опыта по обучению учащихся профильных классов решению экспериментальных задач по физике;
2) классификация экспериментальных задач по видам и по темам изучения;
3) подбор экспериментальных задач;
4) составление технологических карт уроков по решению экспериментальных задач по физике.
Решению проблемы формирования и развития исследовательских умений учащихся школы были посвящены работы ученых В. И. Андреева, Л. И. Анциферова, В. В. Майера, В. А. Орлова, И. Г. Пустильника, В. Г. Разумовского, А. В. Усовой и ряда других известных исследователей проблем общего образования, в которых подчерк-
ISSN 2Э04-120Х
ниепт
научно-методический электронный журнал
Тарасова Н. М., Петрова Р. И. Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2018. - № V3. - 0,3 п. л.- URL: http://e-koncept. ru/2018/186027. htm.
нута ценность решения экспериментальных задач как наиболее естественного процесса, связанного с изучением реальных природных явлений и способствующего разноплановому развитию учащихся. Также работы А. К. Атаманченко, И. С. Башкатовой,
B. С. Бабаева, С. В. Бубликова, Э. В. Бурсиан, Е. И. Бутикова, Г. А. Бутырского,
A. А. Давиденко, О. А. Дмитриевой, С. Е. Каменецкого, А. С. Кондратьева, Н. В. Кирю-хиной, В. Н. Ланге, Л. А. Ларченковой, В. И. Лукашик, А. В. Ляпцева, А. Н. Малинина,
C. С. Мошкова, В. П. Орехова, Н. М. Павлуцкой, Ю. А. Саурова, Л. В. Скоковой,
B. Г. Разумовского, А. П. Рымкевич, Н. Н. Тулькибаевой, Р. Оман, Д. Оман раскрывают различные аспекты обучения решению физических задач и использования эксперимента в их постановке и решении.
Сам по себе эксперимент является неотъемлемой частью физического образования. Он выполняет несколько дидактических функций: способствует высокому интересу обучающихся к предмету, активизирует внимание обучающихся на уроках, способствует политехническому образованию, а также формирует навыки самостоятельной работы учащихся.
Физический эксперимент должен быть краток по времени, лёгок в постановке и нацелен на усвоение и отработку конкретного учебного материала. Физический эксперимент позволяет применять практические и теоретические знания и умения. Зачастую в ходе выполнения экспериментов обучающиеся принимают в активное участие. Эксперименты способствуют развитию у обучающихся умений наблюдать, сравнивать, систематизировать, обобщать, анализировать и делать выводы. Опыт показывает, что такой подход в обучении физики эффективнее, чем ответы на вопросы или работа над упражнениями в учебнике.
Отметим положительные стороны применения физического эксперимента на уроках:
1. Способствует формированию познавательной активности обучающихся на уроках. Развивается логическое мышление, дети учатся анализировать наблюдаемые явления, что заставляет их думать, собственными силами добывать знания, стремиться к активному познанию физической картины мира.
2. Убеждает на конкретных примерах, что знания, полученные на уроках, вполне применимы в быту, что с помощью школьных знаний можно предвидеть физические явления. Иными словами, книжные знания приобретают осмысленную форму.
3. Способствует приобретению исследовательских навыков, развитию творческих способностей обучающихся.
4. Формирует понятие о том, что результаты физических измерений всегда приближённые, что на их точность влияют различные факторы. Это учит ребят аккуратности, терпимости, внимательности.
На своих уроках при постановке физических экспериментов применяем простые установки. В качестве примера рассмотрим сценарий урока с использованием экспериментальных задач.
Тема урока «Скорость света».
Тип урока: проблемный.
Учебник: Мякишев Г. Я. Физика. Оптика. Квантовая физика. 11 кл. М.: Дрофа, 2005. С. 125-129. Параграф 2.1.
ISSN 2304-120X
ниепт
научно-методический электронный журнал
Тарасова Н. М., Петрова Р. И. Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2018. - № V3. - 0,3 п. л.- URL: http://e-koncept. ru/2018/186027. htm.
Этап урока Цель Содержание учебного материала ФОУД Деятельность учителя Деятельность учащихся
Организационный Подготовить учащихся к работе на уроке, определить цели и задачи урока Взаимное приветствие Приветствие учащихся Приветствие учителя
Актуализация знаний Воспроизведение учащимися знаний, умений и навыков, необходимых для открытия нового знания Ответы на вопросы Фронтальный опрос Вопросы: 1. Как меняется скорость звука при переходе из воздуха в жидкость? 2. Чему равна скорость звука в воздухе? Ответы: 1. Увеличивается. 2. Примерно 330340 м/с
Изучение нового материала Научить учащихся применять новые способы действия, расширить понятийную базу за счет включения новых элементов Решение экспериментальной задачи, работа с учебником Группо-вая,ин-дивиду-альная Определить скорость света в воде (задания на карточках). Работа с учебником, параграф 2.1 Определяют скорость света в воде. Применяют: стакан с водой, бумага, источник света (свеча или лампа накаливания), линейка, карандаш. Работают с учебником
Этап закрепления нового материала Принятие и сохранение новых знаний и умений Выступление с отчетами Групповая Выслушивает отчеты учащихся Публичный отчет о проделанной работе
Контроль Оценка учебной деятельности Вопросы и ответы в виде диктанта Физический диктант Вопросы диктанта: 1. Чему равна скорость света? 2. Кто впервые измерил скорость света? 3. Кто получил табличное значение скорости света? Ответы на диктант: 1. 3108 м/с. 2. Датский ученый О. Рёмер в 1676 г. 3. Французский физик И. Физо в 1849 г.
Рефлексия Оценивание своей деятельности во время урока, вывод из полученных результатов Беседа-рефлексия Беседа Выслушивает мнение учащихся Высказывают свои мнения
ниегп
issn 2304-120X Тарасова Н. М., Петрова Р. И. Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2018. - № V3. - 0,3 п. л.- URL: http://e-koncept. ru/2018/186027. htm.
научно-методический электронный журнал
Приложение к уроку [1]. Определить скорость света в воде, приняв скорость света в воздухе с = 300 000 км/с.
Оборудование: стакан с водой, бумага, источник света (свеча или лампа накаливания), линейка, карандаш.
Решение. Заполним наполовину стакан водой и оклеим его по периметру бумагой, в которой вырезана узкая щель вдоль образующей стакана. На некотором расстоянии расположим источник света S так, чтобы он, центр стакана О и изображение источника В лежали на одной прямой. Очевидно, что |АО| = |ОВ| = r. Повернем стакан на некоторый угол. При этом луч света, исходящий из источника S, проходит в стакане над поверхностью воды по направлению SAD. Точка D - изображение щели на стакане над поверхностью воды (помечаем ее карандашом). Луч света, проходящий внутри стакана через слой жидкости, преломляется и дает изображение щели в точке К. Из рисунка видно, что угол а является углом падения, угол в - углом преломления.
sin ск с
На основании закона преломления имеем: п = —т = —. ADB = АКБ = 90° (углы опи-
sin р С-
BD
раются на диаметр). Из AADB находим, что BD = AB sin а = 2r sin а, т. е. sin а=—.
. п ВК _ BD с BD ВК
Из AAKB получаем: sin а = —. Тогда п = — и, наконец, — = —, т. е. с1 = с —.
3 2г ВК с— ВК' 1 BD
Таким образом, определение скорости света в воде сводится к определению расстояний ВК и BD, т. е. смещений изображений щели по сравнению с первоначальным положением. Эти расстояния легко определить с помощью линейки.
В большинстве случаев подобные физические эксперименты побуждают обучающихся к продолжению изучения данной темы самостоятельно. Нужную информацию они добывают не только в сети Интернет, но и в учебниках и в различной научно-популярной литературе. В качестве оценивания самостоятельного труда обучающегося уделяем один урок на выступления по изучаемой теме в качестве закрепления и контроля обученного материала. Многие обучающиеся делятся прочитанным самостоятельно, интересным, на их взгляд, материалом, дополняя тем самым сказанное учителем. Иногда ребята показывают решение интересных задач, рассказывают о биографии учёных и о том, как и при каких обстоятельствах были открыты изучаемые в данное время закон или явление. Все эти факторы обусловливают ещё больший интерес к продолжению изучения темы и физики в целом. Возможно, именно поэтому за последние годы обучающиеся нашего лицея успешно участвуют на олимпиадах и все выпускники сдают ГИА в форме ЕГЭ по физике.
Исследование проходило на базе МОБУ «Технический лицей Н. А. Алексеевой» в 10-11-х классах. За время эксперимента только за 2016/2017 учебный год достигнуты следующие успехи в обучения физике (см. табл.).
Следовательно, обучение ведется для того, чтобы научившийся мог применять свои знания на практике. Поэтому важнейшим элементом обучения является практическое использование тех приборов и методов измерений, которые уже изучены учащимися.
Такие задачи позволяют учащимся реализовывать и развивать свои творческие способности, которые в других видах учебной деятельности используются в малой степени.
ISSN 2304-120X
ниепт
научно-методический электронный журнал
Тарасова Н. М., Петрова Р. И. Обучение физике в профильных классах путем решения экспериментальных задач по физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2018. - № V3. - 0,3 п. л.- URL: http://e-koncept. ru/2018/186027. htm.
Результат учащихся за 2016/2017 учебный год
№ Наименование олимпиады Результативность
1 Муниципальный этап республиканской олимпиады школьников (политехническая олимпиада) Призеры - 3
2 Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников (астрономия) Призеры - 1
Олимпиады из Перечня РСОШ
3 Интернет-олимпиада школьников по физике (уровень олимпиады А в Перечне № 19) Призер - 1
4 Будущее Сибири (уровень В в Перечне 63) Призер - 1
5 Многопрофильная инженерная олимпиада «Звезда» (уровень С в Перечне 39) Победители - 2 Призеры - 10
Другие конкурсы и олимпиады
6 Всероссийская Северо-Восточная олимпиада школьников Призеры - 2
7 Открытая олимпиада ТУСУР Призер - 1
8 Высшая школа Санкт-Петербурга - школьникам регионов России Победители - 3 Призеры - 17
9 11-я Региональная олимпиада центральных вузов России Рекомендации получили - 20
Ссылки на источники
1. Варламов С. Д., Зильберман А. Р., Зинковский В. И. Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах. - М.: МЦНМО, 2009. - 184 с.
Nadezhda Tarasova,
Teacher of Physics, N. A. Alekseeva's Technical Lyceum, Yakutsk Raisa Petrova,
Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Methods of Teaching Physics Chair, North-Eastern
Federal University named after M.K. Ammosov, Yakutsk
Teaching physics in specialized classes by solving experimental problems
Abstract. At present, there is a high demand for technical specialists in the country, which implies a high-quality physical education at school. The purpose of our study is to teach physics in specialized classes by solving experimental tasks. The leading approach to studying the topic is application of experimental tasks. The result of this study is high effective activity of students' participation in Olympiads. The article notes the positive aspects of physical experiment application in physics lessons. The authors consider the lesson scenario of a new topic learning by performing an experiment. Key words: teaching physics in specialized classes, physical experiment. References
1. Varlamov, S. D., Zil'berman, A. R. & Zinkovskij, V. I. (2009). Jeksperimental'nye zadachi na urokah fiziki i fizicheskih olimpiadah, MCNMO, Moscow, 184 p. (in Russian).
Рекомендовано к публикации:
Горевым П. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакцию Received .18 Получена положительная рецензия Received a positive review 18
Принята к публикации Accepted for publication 1С Опубликована Published 16.03.18
www.e-koncept.ru
Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) © Концепт, научно-методический электронный журнал, 2018 © Тарасова Н. М., Петрова Р. И., 2018
977230412018003
