Проведение лабораторных работ по физике

Методика проведения лабораторно-практической работы.

Метод фронтальных лабораторных работ на практике реализуется через различные методические приемы, которые по характеру деятельности учителя и учащихся разделяют на репродуктивные, иллюстративные, частично поисковые, или эвристические.

1. Репродуктивный прием предусматривает воспроизводящую деятельность учащихся по образцу действий учителя, которому принадлежит основная роль. Он организует и направляет всю работу учащихся: проводит подготовку оборудования, объясняет и показывает способ выполнения работы, дает четкие и ясные задания и пояснения, своевременно оказывает помощь слабым учащимся, обобщает полученные результаты работы, контролирует и оценивает их знания и умения. Репродуктивный прием выполнения лабораторных работ особенно эффективен при отработке экспериментальных умений,  так как их формирование требует многократных действий по образцу.

Такой прием неизбежен при выполнении первых лабораторных работ в 7 классе, когда у учащихся еще нет необходимых умений их выполнения. Примером таких лабораторных работ в 7 классе являются:  «Измерение объема жидкости с помощью мензурки», «Измерение массы тела при помощи рычажных весов». Репродуктивный прием не способствует развитию мышления учащихся, и частое его применение приводит к формализму их знаний и умений.

2. Иллюстративный прием выполнения лабораторных работ – это такой прием, когда работа сопровождает объяснение учителя, иллюстрирует его. При этом приеме значительную роль играет воспроизводящая деятельность учащихся. Деятельность учителя же сводится к устному руководству выполнения работ, показу отдельных образцов действий учащихся. Иллюстративным приемом часто выполняют такие работы, на которых отдельные элементы фронтального оборудования применяются в качестве раздаточного материала. В данном случае лабораторный эксперимент не является источником новых знаний для учащихся, а служит иллюстрацией к уже известным явлениям и закономерностям. Выполнение работ по подробным инструкциям приводит к формированию знаний и экспериментальных умений на уровне воспроизведения.

3. Частично-поисковый (эвристический) прием выполнения лабораторных работ характеризуется более активной познавательной деятельностью учащихся, когда им дается только тема работы и план ее выполнения, а результат ее не известен: они должны получить его самостоятельно. При этом учитель руководит практическими действиями учащихся, направляет их мыслительную деятельность на анализ полученных из опыта результатов и на формирование нового, ранее неизвестного знания. Эвристическим приемом можно выполнять лабораторные работы лишь в тех случаях, когда у учащихся уже сформированы необходимые экспериментальные умения. Например, при выполнении лабораторных работ по электричеству учащиеся должны уметь собирать электрические цепи, обращаться с измерительными  приборами.

4. Исследовательский прием выполнения лабораторных работ характеризуется наибольшей познавательной самостоятельностью учащихся, когда они получают от учителя только тему работы, а пути ее выполнения разрабатывают сами и самостоятельно проводят измерения, обрабатывают результаты и делают выводы. Функция учителя в этом случае заключается лишь в контроле за действиями учащихся. При этом возможен коллективный поиск поставленной задачи. Например, при выполнении в 11 классе лабораторной работы «Наблюдение и интерференции и дифракции света» учитель вначале предлагает учащимся высказать свои соображения о возможных способах наблюдений указанных явлений. Учащиеся обычно предлагают несколько вариантов выполнения работы, которые коллективно выполняются.

В тех случаях, когда нужно охватить исследованием возможно больший объем материала в сравнительно короткое время, лабораторные работы можно проводить в форме дифференцированных заданий. При этом класс делят на две или три группы (например, по рядам столов в классе) и каждая группа выполняет только одно задание. По окончании работы поочередно обсуждают результаты, полученные  каждой из групп, подводят общий итог. Успех выполнения лабораторных работ по описываемой методике зависит от двух обстоятельств:

     учащиеся должны хорошо знать тот теоретический материал, который будет использоваться при выполнении данной лабораторной работы;

     владеть необходимыми экспериментальными умениями и навыками.

Поэтому перед выполнением лабораторных работ исследовательским приемом следует проверить (если нужно, восстановить) знание теории и сформированность необходимых экспериментальных умений.

Не один из рассмотренных приемов выполнения лабораторных работ нельзя считать универсальным, пригодным для решения любых дидактических задач. Каждый прием имеет свои специфические особенности и приводит к положительным результатам в определенных условиях и решении тех или иных учебно-воспитательных задач.

Планирование лабораторных работ.

Для выполнения фронтальных лабораторных работ предусматривается использование специальных (лабораторных) приборов. Подготовка до выполнения работ начинается из создания соответствующей материальной базы - подбору необходимых приборов с таким расчетом, чтобы с одним набором работало 2 ученика. Выполнение фронтальных лабораторных работ проводится «парами», которые формируются таким образом, чтобы обеспечить высокую эффективность работы каждого ученика.

Накануне выполнения фронтальной лабораторной работы учитель сообщает ученикам тему работы и объем материала, который необходимо повторить для ее выполнения.

Занятие начинается из вступительного слова учителя и соответствующего инструктажа относительно выполнения работы (в зависимости от выбранного метода выполнения инструктаж будет носить разный характер и объем рассматриваемых вопросов). Учитель проводит также короткий инструктаж учеников по технике безопасности при выполнении данной работы и делает соответствующие записи в «Журнал инструктажа по технике безопасности», который содержится в кабинете физики.

Состав и содержание лабораторных работ должно соответствовать требованиям Государственных образовательных стандартов.

Состав заданий для лабораторной работы должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть качественно выполнены большинством учащихся. Поэтому при выборе содержания и объема лабораторных работ следует исходить из сложности учебного материала.

При планировании лабораторной работы теоретические знания играют не последнюю роль. Ведь если нет представления о том, для каких целей выполняется данная работа, какое оборудование будет использоваться, то вряд ли получится сделать её правильно.  Учителю необходимо создать базу тематических контрольных вопросов для подготовки учащихся  к выполнению данной работы. Задания по подготовке к лабораторным работам могут содержать:

         аналитические вопросы, организующие мотивацию и целеполагание, процесс постановки осознанных исследовательских целей своей работы, осмысление и принятие плана по достижению своих целей,

         текст расчетных задач, содержащих теоретические вопросы, дающие учащимся возможность формировать способности к рефлексии результатов своей деятельности.

Например, при проведении в 7 классе лабораторной работы по теме «Градуирование пружины и измерение сил динамометром» предлагаются следующие тренировочные вопросы и задания:

1.  продолжите предложения

       Сила – это…

       Сила упругости – это…

       Деформация – это…

2. Запишите формулы

       Второго закона Ньютона…

       Закона Гука…

3. Выполните перевод величин

     1 кН =__________ Н                                  

     25000 Н =__________ кН

Кроме самостоятельной работы учащихся, необходим и инструктаж учителя, а также совместное обсуждение выполняемой работы.

Для каждой лабораторной работы необходимым условием является составление отчета. Составление отчетов имеет важное значение для формирования у учащихся обобщенных умений по описанию физического эксперимента, проверки выполнения лабораторных работ и оценки знаний и умений учащихся.

Составление краткого письменного отчета в процессе выполнения лабораторной работы часто затрудняет учащихся, и на записи, как правило, затрачивается непроизводительно много времени в ущерб экспериментальной работе. В ряде случаев учащиеся включают в  содержание отчета такие мало нужные материалы, как перечень всего оборудования или подробное описание процесса составления установок. Например: «... взяли штатив, закрепили на нем лапку, а в лапку зажали колбу, в которую залили немного воды» и т. д. Это объясняется тем, что некоторые учителя предъявляют завышенные требования к отчету, а его внешние, формальные качества часто определяют отметку за выполнение лабораторной работы.

Форма и содержание отчета зависит от вида лабораторной работы. Поэтому учителю необходимо показать на примерах,  как надо составлять отчеты о различных видах лабораторных работ, чтобы рационализировать записи и оставить больше времени на выполнение эксперимента.

При измерении физических величин, выяснении функциональных зависимостей между величинами, изучении законов в отчете в большинстве случаев достаточно иметь:

            название лабораторной работы;

            перечень основного оборудования (измерительных и других приборов);

            краткое описание способа измерения и измерительной установки, сопровождаемое схематическим чертежом, рисунком, схемой и расчетными формулами;

            запись результатов измерений, вычислений и вывод.

При описании способа измерения целесообразно выделять вид измерения, средства измерения, явления и процессы, происходящие в измерительной установке, исходные закономерности, на основе которых выводится расчетная формула.

Результаты измерений и вычислений целесообразно записывать в виде таблиц, форму которых полезно предварительно обсудить с учащимися. Это особенно полезно делать на начальном этапе обучения учащихся составлению отчета. Кроме табличной, часто бывает полезна свободная форма записи результатов измерений.

В некоторых работах результаты измерений представляют в виде графика. Графики вычерчивают в прямоугольной системе координат на клетчатой бумаге с помощью чертежных инструментов. На осях координат указывают условные обозначения отложенных величин и их размерности. Нанесенные координатные точки соединяют между собой не ломанной линией, а плавной кривой, которая должна проходить в границах погрешностей отдельных измерений.