Формы лекционных демонстраций

Формы лекционных демонстраций

Фopмa – xapaктepиcтикa зaнимaeмoгo oбъeктoм пpocтpaнcтвa. Ecли oбъeкт дeфopмиpoвaн, тo фopмa мeняeтcя.

Физический учебный эксперимент

- это наблюдение и анализ исследуемых явлений в определенных условиях,

которые позволяют присматривать за ходом явления и воссоздать его всякий раз при

фиксированных условиях.

Основные виды физического эксперимента:

– демонстрационный эксперимент или демонстрация;

– ученический эксперимент (фронтальные лабораторные работы и физический

практикум);

– компьютерный эксперимент;

– домашние экспериментальные работы;

– экспериментальные задачи.

Физический эксперимент проводится поэтапно в следующей последовательности.

Первый этап: демонстрационный эксперимент или демонстрация. Цель

проведения: формирование у учеников первичных практических умений и навыков.

Демонстрация

это физический эксперимент, который представляет собой

физические явления, процессы, закономерности, которые воспринимаются чувственным

восприятием. Демонстрационный эксперимент иллюстрирует теоретические положения,

которые высказываются на уроке учителем, и готовит к самостоятельному проведению

фронтальных лабораторных робот( схема

Практические умения и навыки приобретаются в ходе проведения

ученического эксперимента, потому демонстрационный эксперимент необходимо

дополнять фронтальными лабораторными работами и физическим практикумом.

Второй этап. Фронтальные лабораторные работы– вид практических работ,

которые выполняются в процессе изучения дисциплины, когда все учащиеся

одновременно выполняют одинаковый эксперимент, используя одинаковое оборудование.

Третий этап - завершающий. Физический практикум - практическая работа,

которая выполняется учащимися в завершение предыдущих разделов курса, на более

сложном оборудовании, с большей частью самостоятельности, чем на фронтальных

При выполнении работ физического практикума происходит повторение,

углубление, расширение, обобщение и систематизация знаний по разным темам курса

Все вышеуказанные основные виды физического эксперимента должны быть

обязательно дополнены экспериментом:

– с использованием компьютера,

– экспериментальными заданиями,

– домашними экспериментальными работами.

Компьютерный (численный) эксперимент — это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ, который состоит в том что, по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью.

Домашняя экспериментальная деятельность учащихся – это проведение опытов, наблюдений и лабораторных работ, выполняемых учащимися самостоятельно в домашних условиях, используя изготовленные ими самими приборы, с целью удовлетворения познавательных потребностей (интереса) и в соответствии с логикой мыслительных процессов.

В отличие от задания, экспериментальная задача подразумевает использование полученных в ходе измерений данных для нахождения других величин косвенным путем. В экспериментальной задаче конкретные установки, эксперимент должны быть органически связаны с задачей. Задача ставится и разрешается при помощи эксперимента и в связи с ним, что и делает её экспериментальной.

Модели в физическом эксперименте

Физи́ческая моде́ль — физическое представление системы, объекта или процесса с целью их исследования, то есть это представление с помощью другого физического, реального объекта, имеющего в том или ином аспекте схожую динамику поведения. Это в то же время означает схожесть (или тождественность) математической модели объекта исследований и объекта-модели. Путём измерения параметров объекта модели исследователи могут получать значения параметров объекта исследований.

К физическим моделям относится широкий набор средств, классическими примерами которых являются:

модель самолёта в аэродинамической трубе для исследования аэродинамических (и иногда термодинамических или иных) свойств самолёта, так как физические процессы в физической модели и объекте исследования имеют одинаковую природу;

аналоговая вычислительная машина — физические процессы в физической модели и объекте исследования имеют разную природу за исключением случаев моделирования процессов в электронных приборах.

Физи́ческое модели́рование — метод экспериментального изучения различных физических объектов или явлений, основанный на использовании модели, имеющей ту же физическую природу, что и изучаемый объект[1].

Метод заключается в создании лабораторной физической модели явления в уменьшенных масштабах и проведении экспериментов на этой модели. Выводы и данные, полученные в этих экспериментах, распространяются затем на явление в реальных масштабах.

Метод применяется при следующих условиях:

Исчерпывающе точного математического описания явления на данном уровне развития науки не существует, или такое описание слишком громоздко и требует для расчётов большого объёма исходных данных, получение которых затруднительно.

Воспроизведение исследуемого физического явления в целях эксперимента в реальных масштабах невозможно, нежелательно или слишком затратно (например, цунами).

Классификации эксперимента

-

феноменологические опыты (когда в качестве цели выступает демонстрация

явления);

-

функциональные (иллюстрация физических закономерностей);

-

модельные (демонстрация разных моделей явления);

-

технические (демонстрация действия измерительного прибора или машины,

построенных на каком-либо физическом принципе).

Т. Н. Шамало выделяет четыре дидактичных формы постановки эксперимента с целью

формирования понятий:

исследовательская,

иллюстративная,

репрезентативная,

Репрезентативная это комбинированная форма или форма сочетания реального

и мысленного экспериментов.

Вероятно можно классифицировать лекционный эксперимент, если в основу

положить формы постановки эксперимента :

проблемный эксперимент;

исследование;

иллюстративный;

реально-мнимый;

мнимый.

фантологическая (мысленный эксперимент).

В любом случае наилучшим в методическом отношении является такое решение,

когда объяснения проводятся параллельно с экспериментом. Объяснение и эксперимент

логично сливаются в один общий неразрывный процесс в виде интересной и

убедительной беседы учителя с учениками.

Классификацию демонстрационного эксперимента.

По месту в учебном процессе:

1)

что предшествует изучению материала;

2)

сопутствующий изучению материала;

3)

что заключает изучение материала.

Под пассивно - иллюстративным понимают такой эксперимент, когда ученики

созерцают его пассивно; он проводится с целью проиллюстрировать явление, даже

несложные зависимости на качественном уровне.

Репродуктивный эксперимент

рассчитан на воссоздание учениками

определенных действий по подробному плану.

Частично - поисковый эксперимент допускает такую его постановку, когда

способ поиска схемы опыта или наблюдения, способы поиска обработки результатов,

изменения условий протекания явления определяет учитель, а сам поиск производят

ученики.

Творческий эксперимент

допускает высокий уровень активности и

самостоятельности учеников при его выполнении. Они самостоятельно планируют его,

подбирают оборудование, собирают экспериментальную установку, проводят наблюдение

и измерение, обрабатывают результат и делают выводы.

измерение, обрабатывают результат и делают выводы.

По методам выполнения и обработки результатов :

1)

качественный эксперимент;

2)

измерительный;

3)

функционально - количественный.

По месту проведения:

1)

в учебной аудитории

2)

в лаборатории;

3)

в домашних условиях;

По времени, которое тратится, для выполнения лабораторного эксперимента :

1)

кратковременные лабораторные опыты;

2)

часовой лабораторный эксперимент;

3)

двухчасовый лабораторный эксперимент;

4)

длительный (от нескольких часов до несколько дней).

Один и тот же опыт или наблюдение можно отнести к разным классификациям

в зависимости от того, с каких позиций мы хотели бы на него посмотреть. Нет

опыта или наблюдения, которое относится только к одной классификации;

Создание проблемных ситуаций на основе лекционного физического эксперимента

Все эксперименты можно разделить на мнимые и реальные. Тем и другим

обязательно предшествует подготовительная работа, т.е. детальное «обдумывание

эксперимента», которое отличает его от простого наблюдения.

Проблемная ситуация - это ситуация познавательного затруднения,

возникающая при необходимости решить проблему, которая возникает при

необходимости разрешить противоречие между знанием и незнанием.

Три вида противоречий, которые наблюдаются при изучении физики.

К первому из них относятся противоречия между новыми наблюдениями и

невозможностью их объяснения на базе имеющегося знания. Для разрешения таких

противоречий необходимое выдвижение новых положений и моделей, разработка новых

теорий и так далее

Второй вид противоречий возникает в тех случаях, когда объяснение нового факта

возможно в рамках изученной теории, но требует установления принципиально новых

связей, между отдельными характеристиками явления. Решение таких противоречий

углубляет и корректирует знание учеников в пределах известной им модели, теории.

Третий вид противоречий возникает при необходимости объяснить результаты

наблюдения известного явления в новых условиях. В этом случае появляется

интеллектуальное затруднение, связанное с необходимостью применить известные знания

и способы действия в незнакомых условиях. В процессе разрешения таких противоречий

происходит не только дальнейшее углубление знаний, но и формирование новых

интеллектуальных навыков и умений.

а) Демонстрации, которые иллюстрируют явления, которые нельзя объяснить,

используя старые знания. При постановке таких проблемных ситуаций нужно

поддерживать соответствие уровня подготовленности аудитории и сложности

проблем, которые выдвигаются, поскольку проблемная ситуация может

возникнуть лишь в том случае, если ученик способен решить поставленную

задачу, то есть его интеллектуальные возможности должны отвечать уровню

б) Демонстрационные опыты, которые раскрывают новые связи между уже

изученными понятиями и явлениями. В этих опытах специально выделяются

противоречия между ранее известными знаниями и новыми сторонами явления,

чтобы в ходе их дальнейшего анализа углубить и скорректировать знания,

которые в них сформировались во время изучения прошлого материала.

Противоречие двух опытов может стать основой для создания проблемной

ситуации, решение которой приведет к углублению представлений студентов о

явлениях.

Демонстрационные опыты, которые позволяют конкретизировать знание.

Такие опыты позволяют глубже проникнуть в существа процесса, дают

возможность по другому оценить сопутствующие явления. Самым простым

примером эксперимента третьей группы является демонстрация кипения воды

при комнатной температуре под сниженным давлением. Этот опыт показывают в

школе, однако его полезно повторить и в университете при изучении одного из

важнейших термодинамических соотношений - уравнения Клапейрона -

Клаузиуса.

Словарь терминов

Эксперимент – основной метод при изучении физики, он представляет собой исследование какого-либо объекта путем активного воздействия на него в ходе создания новых условий, соответствующих целям эксперимента.

Учебный эксперимент — это воспроизведение с помощью специальных приборов физического явления на уроке в условиях, наиболее удобных для его изучения. Поэтому он служит одновременно источником знаний, методом обучения и видом наглядности.

Физический эксперимент представляет собой не только иллюстрацию тех или иных

явлений и закономерностей: он служит средством доказательства справедливости

различных теоретических положений, способствует выработке убежденности в

познаваемости явлений природы, развивает умения и навыки учащихся

Умения это подготовленность к практическим и теоретическим действиям, выполняемым быстро, точно, сознательно на основе усвоенных знаний и жизненного опыта .

Навык в свою очередь это действие, сформированное путём повторения, характеризующееся высокой степенью освоения и отсутствия поэлементной сознательной регуляции и контроля

Демонстрация-это акция массовой группы или собрания групп людей в поддержку политической или иной причины или людей, участвующих в протесте против причины беспокойства; она часто состоит из хождения в массовом марше и либо начала, либо встречи в назначенном месте, либо митинга, чтобы услышать ораторов.

Наблюдением называется целенаправленное, организованное и определённым образом фиксируемое восприятие исследуемого объекта. Результаты фиксации данных наблюдения называются описанием поведения объекта. Наблюдение применяется тогда, когда либо невозможно, либо непозволительно вмешиваться в естественное течение процесса.

Фронтальные лабораторные работы - это такие занятия, в которых ученики сами воспроизводят и наблюдают физические явления или проводят измерение физических величин, пользуясь при этом специальным (лабораторным) оборудованием. Слово «фронтальный» означает, что в данном случае все ученики класса проводят одинаковый эксперимент, пользуясь при этом одинаковым оборудованием.

Физический практикум (учебные лабораторные ра-боты по физике) – один из видов учебных занятий при изучении курса физики. Конечная цель лабораторных занятий по физике – за-крепление теоретических знаний, приобретение умений и навыков для проведения физического эксперимента.

Компьютерный (численный) эксперимент — это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ, который состоит в том что, по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью.

Домашняя экспериментальная деятельность учащихся – это проведение опытов, наблюдений и лабораторных работ, выполняемых учащимися самостоятельно в домашних условиях, используя изготовленные ими самими приборы, с целью удовлетворения познавательных потребностей (интереса) и в соответствии с логикой мыслительных процессов.

Экспериментальные задачи – это задачи по физике, в которых нельзя найти решение без проведения эксперимента.

Функция – это зависимость одной переменной величины от другой. Другими словами, взаимосвязь между величинами.

В физике феноменология-это применение теоретической физики к экспериментальным данным путем количественных предсказаний, основанных на известных теориях.

Дида́ктика (др.-греч. διδακτικός «поучающий») — раздел педагогики и теории образования, изучающий проблемы обучения. Раскрывает закономерности усвоения знаний, умений, навыков и формирования убеждений, определяет объём и структуру содержания образования.

Репрезентати́вность (фр. représentatif — представляющий собой что-либо, показательный, характерный) — соответствие характеристик выборки характеристикам популяции или генеральной совокупности в целом.

РЕЗУЛЬТАТИ́ВНЫЙ, - ая, - ое. Являющийся результатом, конечный, итоговый.

Пассивно – иллюстративный –это эксперимент, когда ученики

созерцают его пассивно; он проводится с целью проиллюстрировать явление, даже

несложные зависимости на качественном уровне.

Репродуктивный эксперимент

рассчитан на воссоздание учениками

определенных действий по подробному плану.

Частично - поисковый эксперимент допускает такую его постановку, когда

способ поиска схемы опыта или наблюдения, способы поиска обработки результатов,

изменения условий протекания явления определяет учитель, а сам поиск производят

ученики.

Творческий эксперимент

допускает высокий уровень активности и

самостоятельности учеников при его выполнении. Они самостоятельно планируют его,

подбирают оборудование, собирают экспериментальную установку, проводят наблюдение

и измерение, обрабатывают результат и делают выводы.

измерение, обрабатывают результат и делают выводы.