Доклад "Роль качественных вопросов при изучении физики"

МОУ Семендяевская средняя общеобразовательная школа Учитель физики Морозова Марина Валерьевна «Роль качественных вопросов в процессе изучения физики» Одна из лучших традиций отечественной педагогики и школы – сочетание образования и воспитания в едином процессе обучения. Самая важная задача школы ­ одновременно с обучением  ученика необходимо сформировать его как личность,   как   гражданина   страны   –   так,   чтобы,   выйдя   из   ее   стен,   он   мог объяснить   с   естественнонаучной   и   социальной   точек   зрения   происходящие вокруг него события, стремился к здоровому образу жизни, старался применить свои знания с пользой для себя и общества.     Поэтому   на   уроках   физики   необходимо   показать   ребятам,   как   интересен научный   поиск,   какими   замечательными   человеческими   качествами   обладают творцы   науки,   какое   удовлетворение   приносит   человеку   приобретение   новых знаний, собственное наблюдение и осмысление каких – либо явлений, удачное выполнение эксперимента и решение задачи.      Сознательное   усвоение   обучающимися   главного   учебного   материала, понимание сути физических явлений и законов, развитие способности мыслить, сопоставлять   факты   и  делать  выводы,  причем  не  только  «физические»,  но  и нравственные достигается путем решения как расчетных,   так и качественных задач. А им в изучении курса физики отводится значительная часть времени, и умение   решать   задачи   является   лучшим   критерием   оценки   глубины   изучения программного материала и его усвоения.   выступающий и как цель, и как метод обучения, и как метод воспитания.        «Физической   задачей   в   учебной   практике   называют   небольшую   проблему, которая   в   общем   случае   решается   с   помощью   логических   умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики", а   «Решение   задач   –   это   в   определенном   смысле     гимнастика   для   ума, развивающая логическое мышление и умение анализировать ситуацию»       Решение   задач   позволяет   формировать   и   обогащать   физические   понятия, развивать физическое мышление обучающихся и их навыки применения знаний на   практике.   Физические   задачи   используют   для   выдвижения   проблемы   и создания   проблемной   ситуации,   сообщения   новых   сведений,   формирования практических   умений   и   навыков,   проверки   глубины   и   прочности   знаний, закрепления,   обобщения   и   повторения   материала,   развития   творческих     Решение   задач   по   физике   ­   это   необходимый   элемент   учебной   работы, способностей.       Задачи по физике разнообразны по содержанию и дидактическим целям. По способу   выражения   условия   физические   задачи  делятся  на  4  основных  вида: текстовые, экспериментальные, графические и задачи­рисунки. Каждый из них, в свою   очередь,   разделяется   на   количественные   (расчетные)   и   качественные (задачи­вопросы). М.Е.Тульчинский   писал:   «Решение   качественных   задач   способствует   более глубокому   усвоению   материала,   развивает   сообразительность.   Мышление, вызывает интерес к физике».      Акцент на решение качественных задач – одна из современных тенденций в методике преподавания физики.     При решении задач ­ вопросов требуется объяснить то или иное физическое явление или предсказать, как оно будет протекать в определенных условиях (без выполнения расчетов). В содержании таких задач отсутствуют числовые данные. Обучающиеся решают их, как правило, устно путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики, например:  ­ в воду опущены медный и алюминиевый кубики одинаковой массы. Равные ли выталкивающие силы действуют на них? (7 класс); ­ Почему сыщик, осмотрев обгоревшую сторожку и выяснив у свидетелей, что в день пожара было жарко и солнечно, указал на графин с водой, стоявший на обугленном подоконнике, как на возможную причину пожара? (11 класс).   Отсутствие   вычислений   при   решении   качественных   задач   позволяет   сосредоточить   внимание   обучающихся   на   физической   сущности.   Поиски обоснованного   ответа   на  вопрос   качественной   задачи   приучают   их  логически мыслить, анализировать явления, развивают их смекалку, творческую фантазию, умение   применять   теоретические   знания   для   объяснения   явлений   природы   и техники. Поэтому упражнения на только что изученный материал лучше всего начинать с рассмотрения качественных задач.       Например, после изучения темы «Сила тяжести» в 7 классе целесообразно ученикам предложить следующие качественные вопросы: 1.Действует   ли   сила   тяжести   на   летящего   в   воздухе   стрижа?   На   перышко, выпавшее из его крыла? 2.Действует ли сила тяжести на деревянный шар, плавающий на поверхности воды? Сравните силы тяжести на деревянные шары, один из которых плавает на поверхности воды, а второй лежит на столе. 3.Девочка   подбросила   мячик   высоко   вверх.   Как   направлена   сила   тяжести, действующая на мячик? 4.Сравните   силу   тяжести,   действующую   на   3   шара,   массы   которых соответственно равны 1кг, 2кг, 3кг. 5.Как   изменится   сила   тяжести,   если   тело   перенести   с   подножия   горы   на вершину? 6.Масса гири на экваторе и на полюсе одинакова. Почему же силы тяжести, действующие на нее на полюсе и на экваторе разные? 7.Как изменится сила тяжести, если тело перевезти на корабле в другое место земного шара, лежащее на той же широте?    Вопросы после изучения темы подбираются по степени нарастания трудности, рассчитаны   как   на   сильных,  так   и   на  слабых   учеников,   позволяют   закрепить изученный материал, увидеть важность изучаемой темы. Одной из форм проведения урока является экскурсия как метод установления связи теории с практикой в обучении. Любая физическая теория воспринимается осознанно, если она подтверждена конкретными примерами.  Такие   примеры   можно   отыскать   в   явлениях   природы,   пронаблюдать   их   и объяснить, что очень важно, так как это способствует глубокому и прочному усвоению   материала.   Поэтому   необходимо     практиковать   небольшие   по продолжительности   времени   экскурсии   на   природу   (особенно   в   сельской местности), например, ранней весной, когда тает снег. При наблюдении явлений возникает   естественное   желание   объяснить   увиденное.   Готовясь   к     таким урокам,   необходимо   заранее   подобрать   интересные   качественные   вопросы   и задания:  1.   Выясните,   что   быстрее   освобождается   от   снега:   пригорки   или   равнина. Почему? 2.   Пронаблюдайте   за   снегом   вокруг   стволов   деревьев.   Объясните   увиденную картину. 3. Обратите внимание на следы лыжника, который проходил здесь зимой. Почему они кажутся приподнятыми по отношению к остальному снегу?  4. Рассмотрите внимательно снег. Почему,   после того как начало пригревать солнышко активно, то он стал в виде крупинок, а не рыхлым?    5. На весенний тающий снег положите два куска материи ­ темного и светлого цвета. Пронаблюдайте, как под ними тает снег. Объясните, почему именно так? 6.   Поставьте   ладони   так,   чтобы   их   освещало   солнце.   "Запомните   ощущение тепла. Смочите ладони водой и повторите наблюдение. В чем разница? Почему?  7.   Щепотку марганцовки бросьте на сырой снег. Что вы наблюдаете? Почему такая картина?  8.   Какова температура лужи, в которой плавает лед? Свой ответ проверьте с помощью термометра. 9.   Положите   на   снег   2   одинаковых   бруска   ­   деревянный   и   металлический (например из алюминия). Пусть они полежат некоторое время. Что вы увидите?    Поэтому именно на экскурсиях во время наблюдений возникает естественное желание объяснить увиденное, происходит активное повторение теоретического материала, а сам урок надолго остается в памяти обучающихся.       Большую   роль   в   процессе   изучения   физики   играют   экспериментальные домашние   задания,   благоприятствующие   овладению   физическими   методами познания.   Обучающиеся   учатся   самостоятельно   объяснять   результаты   своих наблюдений и опытов с теоретических позиций. Работая в этом направлении, можно   использовать     пособие   Шилова   В.Ф."Домашние   экспериментальные задания   по   физике,   7   ­   9   классы".   Приведу   в   качестве   примера   домашние экспериментальные задания из этого пособия:  1.     В   цилиндрический   или   плоский   прозрачный   флакон   (из   под   одеколона) налейте слабый раствор крахмала в воде или воды с графитом (от карандаша). Поместите этот флакон между светящейся электрической лампой и глазом, а между лампочкой и флаконом ­ кусок картона или черной бумаги с небольшим отверстием.   Пронаблюдайте   за   движением   одной     ­   двух   частиц   (крахмала, графита) в воде и опишите их движение. 2.   Осмотрите крышку топливного бака мотоцикла. Объясните, почему в этой крышке сделано маленькое отверстие? 3.  Пламя свечи часто коптит. Если подвести к нему сверху трубку из стекла в вертикальном положении, диаметр которой больше ширины пламени, то копоть исчезнет. Она появится снова, если трубку закрыть сверху. Изучите и объясните это явление. 4.     Прикрепите   к   резервуару   термометра   ватку,   пропитанную   одеколоном (духами).   Помашите   термометром   несколько   раз   и   проследите   за   его показаниями. Как они изменяются? 5. Встаньте против фонтана спиной к Солнцу ­ и вы увидите радугу. Объясните ее возникновение. 6.  Возьмите в руки лист бумаги и опустите его. Пронаблюдайте за его падением, Теперь  скомкайте     этот   лист  и  снова   опустите.  Как  изменится   характер   его падения? Почему? 7.  Возьмите в одну руку металлический кружок (например, монету), а в другую – бумажный кружок (практически такого же размера). Одновременно опустите их.   Одинаковое   ли   время   они   будут   падать?   Теперь   возьмите   в   руку металлический кружок и сверху на него положите бумажный. Опустите кружки. Почему теперь они падают одновременно?       Особое   значение   решение   задач  имеет  в   7  классе.  Именно  в  первый  год обучения   у   семиклассников   необходимо   развить   общеучебные   умения   при решении задач. Один из важнейших принципов развития умений – их поэтапное формирование.    Одно из наиболее важных умений – это найти причину какого – либо явления. С этой целью можно предлагать «вспомогательные» задачи: определить, какое из 2 явлений (факторов, утверждений) представляет собой причину по отношению к   другому,   а   какое   следствие;   дополнить   причинно   –   следственную   цепочку недостающими   звеньями   (утверждениями);   связать   2   данных   утверждения (явления,   факта)   с   помощью   причинно   –   следственной   цепочки.   Приведу примеры вспомогательных задач: ­   составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения   физики),   объединив   в   нем   с   помощью   союза   «поэтому»   2   таких утверждения: 1) в случае утечки газа запах его через некоторое время распространится по всей квартире;  2) молекулы движутся непрерывно и хаотично. Скажите,   какое   из   этих   утверждений   является   причиной   по   отношению   к другому, а какое следствием? ­   Перепишите   данный   текст,   заполнив   пропуски   такими   словами,   чтобы   все предложение, состоящее из 3 утверждений имело физический смысл: 1) Газ, находящийся в закрытом сосуде нагрели, поэтому 2) средняя скорость……, поэтому 3)   молекулы   этого   газа   стали…..и   …..соударяться   со   стенками   сосуда,   и давление газа на стенки……. Скажите, причиной или следствием служит 2 утверждение по отношению к 1? Второе по отношению к третьему? Данное задание можно выполнить устно, прописав его предварительно на доске.      Использование задач с двумя   правильными ответами, а не одним, помогает научить ученика не только отличать правильное от ошибочного, но и видеть одну и туже суть разными формулировками, что само по себе представляет собой важное интеллектуальное умение.  Например,  обучающимся предложена задача выполненная другими учениками, в результате решения которой необходимо оценить правильность решения другой группы ребят: «Гвоздь вбивают в деревянный  брусок. От чего  зависит глубина, на которую гвоздь войдет в дерево за один удар молотка? Ответы учеников были следующие: «Только от силы удара» (Алла);  «Только от площади острия гвоздя» (Боря); «От силы удара, от площади острия гвоздя и твердости дерева» (Катя);  «От давления гвоздя на доску и твердости дерева» (Миша).  Кто из школьников прав?         Большой  интерес   вызывают  качественные  вопросы  –  картинки,  их  лучше решать в среднем звене, например: Таких   вопросов     ­   картинок   можно   подобрать   много,   некоторые   можно выполнить   в   виде   экспериментального   задания,   в   результате   вместе   с обучающимися   еще   раз   доказать,   что   сила   Архимеда   не   зависит   от   глубины погружения, массы тела, а зависит от плотности жидкости и объема тела.    На тематических уроках решения качественных задач (в конце изучения  тем) учащиеся   уже   могут   не   только   объяснить   причины   наблюдаемых   природных явлений,   принципы   действия   технических   устройств,   а   так   же     предлагать собственные   способы   решения   бытовых,   производственных,   экологических вопросов. Главное при проведении таких уроков – развитие умения учеников осуществлять   процесс   поиска   ответов,   используя   имеющиеся   теоретические знания.   Тематика   задач,   подобранных   на   такой   урок   очень   разнообразна: техническая,   биологическая,   экологическая,   историческая,   литературная, химическая и т.д. Приведу примеры образцы задач по теме «Оптика»: 1.  Как, глядя в глаза человека, сыщик легко узнает дефект его зрения?  2.   Зачем   в   шкафах   для   посуды   часто   вместо   задней   стенки   устанавливают плоское зеркало? 3. «Я ночью в темной комнате подошел к большому плоскому зеркалу и зажег свечу.   Какого   было   мое   удивление,   когда   я   увидел   одно   яркое   и   несколько бледных   изображений   пламени   и   находящихся   рядом   предметов».   Почему появилась такая неожиданная картина? 4.  Луч прожектора в тумане виден хорошо, а в ясную погоду ­ хуже.  Почему? 5. Послушайте начало одного стихотворения Ф. И. Тютчева: День вечереет, ночь близка,     Длинней с горы ложится тень,                                      На небе гаснут облака… Ответьте на вопрос: « Почему вечером тени удлиняются?» 6.   Какое явление описывается в отрывке   из романа Г. Хаггарда «Копи царя Соломона» и какова его причина? «С   каждой   минутой   тьма   неумолимо   и   величественно   наплывала   на   лунные кратеры… Луна приобрела медный оттенок, а часть ее поверхности, которая не была   еще   охвачена   мраком,   стала   пепельно­серой.   Кольцо   тени   все   больше закрывало Луну­ оно теперь уже заволокло более половины ее кроваво­ красного диска, а багровая мгла сгущалась все больше и больше…» Почему Луна приобрела медный оттенок, а потом стала кроваво­ красной?       Для   повышения   интереса   к   изучаемому   материалу,   для   осмысления практической   значимости   определенной   темы   возможен   подбор   поговорок   и пословиц, объяснение которых требует физических знаний, например:  ­ Соль мокнет к дождю. Почему?  ­ Дрова в печи трещат и мечут искры к ненастью. Почему? ­ Почему так говорят? «Как с гуся вода?», «Ложка дегтя бочку меда портит?» и т.д..       Качественные   задачи   часто   используются   на   внеклассных     мероприятиях. Приведу в качестве примера внеклассное мероприятие – урок ­   соревнование, включающий такие темы, как газы и их свойства, жидкости и их свойства, мир кристаллов: 1.  Известен   такой   интересный   случай.   Во   Франции   есть   город   Баккара, знаменитый на весь мир производством хрусталя. Во времена первой мировой войны город был оккупирован немцами. На опустевшем заводе в остывающих печах оставался невыплавленный хрусталь. 20 дней медленно остывал хрусталь от 1350 до 80 градусов.  Когда после изгнания оккупантов приступили к ремонту печей, оказалось, что в прозрачной   аморфной   массе   хрустального   стекла   выросли   большие   белые кристаллы. Почему так произошло? 2. «А теперь пример забавный и поучительный. Видели вы, как ползет гусеница? Похожим образом  может сползать свинцовый  лист  с наклонной  крыши,  даже если он прибит гвоздями. Так произошло со свинцовым покрытием южной части крыши собора в Бристоле (Англия), который сполз на полметра в течение 2 лет. Почему так произошло?». 3.   Если   масляной   краской   покрыть   штукатурку   или   картон,   то   вместо блестящего   слоя   весьма   прочной   краски   на   ней   получится   слой   красящего порошка,   легко   стирающегося.   Отчего   это   происходит?   Какую   роль   играет предварительная грунтовка таких поверхностей олифой?        С   помощью   качественных   вопросов   так   же   можно   создать   проблемную ситуацию на уроке, например, кусочек пластилина тонет в воде. Как добиться, чтобы   этот   же   кусочек   пластилина   стал   плавать   в   воде?   Придумайте   свою версию и докажите ее экспериментально, основываясь на теоретических знаниях (версий несколько).     Также   очень   интересны   задачи   ­   рассказы.   Они   необычны   своей   формой предъявления и широким воспитательным воздействием. Задача, представленная как   собственный   эмоционально   ­   чувственный   опыт   рассказчика,   вызывает доверие и неподдельный интерес. Воспитание в такой форме осуществляется более естественно, когда ученик не только понимает, но и чувствует, что для учителя   ценно,   чем   он   дорожит.   Эти   на   наш   взгляд   важные   знания   легче принимаются учащимися. Задачи ­ рассказы могут быть разными в зависимости от поставленных целей обучения и воспитания. Для примера рассмотрим два рассказа,   в   основе   которых   одно   и   тоже   предметное   знание,   но   при   этом решаются разные воспитательные задачи. Тексты задач тщательно продуманы и составлены в соответствии с педагогическими целями обучения и воспитания. Данные задачи являются практической реализацией принципа воспитывающего обучения.  Задача 1:  Хорошо летом в лесу. Птицы поют, где­то невдалеке дятел выстукивает. Лежишь себе на поляне и слушаешь музыку леса. А под вечер мне нравится сидеть у костра, смотреть на пламя, помешивая горящие дрова. Я люблю лес и когда ухожу домой, то всегда тщательно тушу костер водой из ручья. Вода в ручье холодная, и мне казалось, что именно ей можно затушить костер быстро. Но однажды, в походе с друзьями, мы согрели воду на костре, чтобы попить чаю, а оставшуюся воду вылили в костер. И как интересно получилось, костер погас быстрее, чем когда я заливал его холодной водой. Я сказал: " А знаете, ребята, что   если   заливать   костер   горячей   водой,   то   он   погаснет   быстрее   и   воды затрачивается меньше". " Не может быть "­ ответили мне друзья. Прав ли я? Или Задача 2:  Недавно,   в   нашем   туристическом   кружке   проходили   соревнования.   Мы разделились на две команды и выполняли различные задания. Одним из заданий было развести костер, а потом найти способ, как его потушить. Мы решили, что это очень легко, и, вооружившись ведрами, быстро пошли за водой к реке. В это время наши товарищи разжигали костер. Все получилось очень хорошо, и мы выиграли. Но, после соревнования наш тренер сказал, что можно было затушить костер быстрее и затратить меньшее количество воды.  ­ Но, как можно было это сделать? ­ воскликнули мы.  ­ Просто нужно было тушить горячей водой, ­ ответил тренер.  Прав ли он?  Ответ: Если заливать костер кипящей водой, то сразу начинается процесс ее испарения,   требующего   большего   количества   теплоты,   поэтому   костер   будет быстро остывать. Кроме того, пар обволакивает горящие дрова, перекрывает к ним доступ кислорода, и процесс горения прекращается. Если заливать холодной водой,   то   вначале   вода   будет   нагреваться,   отбирая   значительно   меньшее количество   теплоты,   А   уже   потом   начинается   парообразование.   Тушение кипятком пойдет быстрее, воды потребуется меньше, чем для тушения холодной водой.     Особое внимание качественным вопросам необходимо уделить в 9, 11 классах при   подготовке   к   итоговой   аттестации,   обращая   внимание   на   следующие моменты:   узнавание   явлений,   т.е   определение   его   названия   по   описанию физического   процесса,   определение   условий   протекания   различных   опытов, иллюстрирующих те или иные явления, примеры проявления различных явлений в природе и повседневной жизни и применение их в технике, а так же подбирая более сложные задания. Данные вопросы можно взять из КИМов, например: ­ к электроскопу, стоящему на изолированной подставке, поднесли , не касаясь  его, положительно заряженную палочку, а к стержню электроскопа  прикоснулись пальцем другой руки, Затем сначала убрали руку. А затем удалили заряженную палочку. Электроскоп показал наличие электрического заряда.  Какой заряд приобрел электроскоп?   Таким образом, в результате решения качественных задач каждый обучающийся имеет возможность и умение применить свои собственные знания для решения проблем, максимально приближенных к тем, с которыми придется сталкиваться в реальной жизни, а это убеждает учащихся в личностной значимости обучения. Литература: А.И.Бугаев «Методика преподавания физики в средней школе» 1991г.; В.А.Балаш «Задачи по физике и методы их решения» 1993г.; В.Ф. Шилов «Домашние экспериментальные задания» 2003г.; А.Е.Марон, Е.А.Марон «Дидактические материалы, 7 класс» 2002г.; Л.И.Орловская «Как научиться решать задачи по физике?» 2002г.; Л.А.Кирик, Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик «Методические материалы для учителя, 10, 11 классы» 2005г.; Л.А.Кирик,   Ю.И.Дик   «Сборник   заданий   и   самостоятельных   работ,   10,   11 классы» 2005г. Курсовая работа   Тема «Роль качественных вопросов в процессе изучения физики»                     Учитель МОУ                                      Семендяевская средняя                                              общеобразовательная школа                                Калязинского района                     Морозова М.В. 2009 год. Приложение 5. Почему   именно   так   располагаются жидкости в сосуде? Из   куска   пластилина,   находившегося   в сосуде   1,   лепили   по   очереди   разные фигуры и опускали в воду. Изменялась   ли   выталкивающая   сила, действующая на них? Объемы   и   массы   тел   равны,   пружины одинаковы, но растянуты различно. Как вы это объясните? С   одинаковой   ли   силой   выталкивает жидкость эти тела? Объемы тел равны. Ученик 2 раза доливал воду в сосуд. Как менялась сила, выталкивающая лодочку? Приложение 6. Приложение 7.