Экспериментальные задания как средство реализации личностных и метапредметных результатов обучения физике в условиях реализации ФГОС ООО

Степанов А.В., учитель физики и математики

МАОУ СОШ №1 г. Ялуторовска

Экспериментальные задания как средство реализации

личностных и метапредметных результатов обучения физике в условиях реализации ФГОС ООО

На нынешнем этапе развития физического образования все большее значение приобретает личностное развитие учащихся общеобразовательных учреждений. Особое внимание уделяется развитию творческих способностей учащихся, интереса к физике, исследовательской деятельности. Реализация личностных и метапредметных результатов обучения может осуществляться через решение экспериментальных заданий.

Содержание таких заданий направлено на развитие активной, самостоятельной творческой деятельности учащихся. При их выполнении

учащимся необходимо использовать экспериментальные методы

познания (например, наблюдение физических явлений, выдвижение

гипотез, моделирование, измерение физических величин и т. д.), получать следствия из выдвинутых предположений, проверять их на практике.

Экспериментальные задания могут выполняться учащимися как

самостоятельно, так и под руководством учителя. Отчеты об их выполнении включают следующие положения:

1. Запись условия задачи.

2. Перечень средств измерений и материалов, необходимых для выполнения эксперимента.

3. Рисунок (схема) экспериментальной установки или ее отдельных деталей.

4. Анализ физической величины или исследуемой экспериментальной установки.

5. Краткое описание физического эксперимента.

6. Вывод по эксперименту с описанием его результатов.

Ниже приведены примеры решения некоторых экспериментальных

заданий. При изучении вводной главы курса физики 7 класса учащимся предлагается изучить устройство плоского зеркала (см. рис. 1). На опыте они убеждаются, что свет (электромагнитная волна) обладает свойством отражения от металлической поверхности тел. Учащиеся определяют, из каких основных частей состоит зеркало. Для этого используются следующие средства измерения и материалы: кусочки зеркала или зеркальная полоска, маленький гвоздик или булавка.

Если гвоздем аккуратно соскоблить у края зеркала небольшой кусочек защитной пленки, то по особому блеску можно установить, что за защитной пленкой находится металлическое покрытие. Защитная пленка — краска черного цвета. Под металлическим покрытием находится стеклянная прозрачная основа зеркала. Учащиеся

приходят к выводу, что зеркало имеет три

основные части — стеклянная прозрачная основа, слой металлического напыления, защитная пленка. Металлическое покрытие зеркала отражает электромагнитные волны (свет).

В главе «Физические методы исследования природы» (учебник «Физика. 7 класс») учащиеся знакомятся с законом как одной из форм выражения научного знания. В параграфе «Открытие законов — задача физики» рассматривается пример закона, установленного с помощью физического эксперимента. Он отражает связь между квадратом периода колебаний математического маятника и длиной его нити. Используя знания о математическом маятнике, учащиеся экспериментально устанавливают закон колебаний математического маятника. Они подбирают необходимые средства измерения и материалы: стержень (карандаш) для подвеса маятников, шарик (шарик из пластилина или бусинка) на нити, секундомер (часы), линейка, собирают экспериментальную установку (см. рис. 2).

Если отклонить маятник от положения

равновесия в сторону на малый угол (не более 10°) и отпустить, то маятник совершает гармонические колебания. Измерим время t в секундах, за которое маятник совершает, например, N = 30 полных колебаний. Период колебаний равен T = . Измерим линейкой длину маятника l. Повторим аналогичный опыт с маятником меньшей длины и запишем отношение длин маятников и отношение квадратов периодов

их колебаний:

В результате экспериментального исследования учащиеся делают вывод: квадрат периода колебаний математического маятника прямо пропорционален длине маятника (при малых углах отклонения от положения равновесия). При изучении механики учащиеся знакомятся с поступательным движением тел, с понятием центра масс твердого тела. Данное понятие необходимо для объяснения того, почему движение твердого тела, размерами которого нельзя пренебречь в условиях задачи, можно рассматривать как

поступательное движение материальной точки, расположенной в центре масс.

На уроке по теме «Центр масс. Центр тяжести тела» (учебник «Физика. 7 класс») учащиеся знакомятся с двумя способами определения центра тяжести твердого тела. Первый способ состоит в исследовании поступательного движения плоского тела, второй — в определении центра масс тела при его подвешивании на нити. В обоих случаях учащиеся находят точку пересечения линий действия приложенных сил. Закрепление и обобщение данного учебного материала осуществляется при выполнении задания на экспериментальное нахождение центра тяжести плоского тела (куска картона, фанеры) неправильной формы. Необходимыми средствами измерения и материалами являются: кусок картона, ножницы, гвоздь или подставка с острием, нить для подвеса плоского тела, карандаш, линейка. Плоское тело в форме животного (слона) изготавливается из картона (см. рис. 3).

Центр тяжести плоского тела (см. рис. 3, а и б) — это точка О пересечения линий действия сил тяжести. Эти линии (АВ и СD) проведены через различные точки подвешенного тела.

Для того чтобы проверить результат исследования, подвесим плоское тело с помощью нити, один конец которой закреплен в точке вне тела, другой — на теле в точке А. Отметим с помощью карандаша и линейки линию действия силы тяжести (см. рис. 3, а). Повторим опыт, прикрепив второй конец нити к точке С. Найдем новую линию действия силы тяжести. Проведенные линии действия силы тяжести пересекаются в одной точке О — в центре тяжести.

Для проверки правильности определения центра тяжести плоского тела, его насаживают на острие, например, гвоздь, в точке О. Если центр тяжести найден правильно, то тело будет находиться в равновесии.

Таким образом, педагогический эффект обучения зависит от интенсивности учебной деятельности на уроке, самостоятельной работы

учащихся. Создание проблемной ситуации при выполнении экспериментальных заданий активизирует механизм творчества, что реализует личностные и метапредметные результаты обучения физике в основной школе в условиях реализации ФГОС ООО.