Методика проведения лабораторных работ по физике

Методика проведения лабораторных, практических работ.

Выступление подготовила Васюхина Л.И.,

учитель физики  I категории МОАУ «СОШ №29 г.Орска».

 Под лабораторными работами понимают такую организацию учебного физического эксперимента, при которой каждый ученик работает с приборами или установками.

Лабораторная работа необходима для того, чтобы выполнить свою главную миссию, то есть провести экспериментальное подтверждение теоретических законов и зависимостей. Лабораторно-практические работы как метод обучения во многом носят исследовательский характер, и в этом смысле высоко оцениваются в дидактике. Они пробуждают глубокий интерес к окружающей природе, стремление осмыслить, изучить окружающие явления, применять добытые знания к решению и практических, и теоретических проблем. Лабораторно-практические работы способствуют углублению знаний учеников из определенного раздела физики, ознакомлению с научными основами современного производства, выработке навыков обращения с приборами и инструментами, создавая предпосылки для технического обучения. Лабораторные работы имеют также важное воспитательное значение, поскольку они дисциплинируют учеников, приучают их к самостоятельной работе, прививают навыки лабораторной культуры.

Учитель должен быть для ученика не столько наставником, сколько партнером, помогающим в реализации целей его деятельности, в организации эксперимента, в создании условий для проявления активности и творчества.

Оснащение кабинета физики.

Чтобы эффективно использовать лабораторное оборудование,  учитель физики должен иметь наглядное представление об оснащении своего кабинета. Здесь важную роль играет систематизация  имеющегося оборудования. Анализ оборудования, группировка по определенным темам, создание единой системы являются необходимыми условиями успешной учебной деятельности.  Систематизация важна, во-первых,  для дальнейшего развития кабинета. Во-вторых, она обеспечивает возможность оперативно находить все нужные приборы и материалы. Таким образом, систематизация является необходимой предпосылкой целенаправленных научных исследований при обучении физике.

Данную систематизацию можно представить в виде папки «Лаборатория физики», которая включает в себя следующие разделы:

·       Инструкция по охране труда при работе в кабинете физики ИОТ – 007-2004.

·       Картотека оборудования.

·       Журнал по технике безопасности.

·       Перечень демонстраций на каждом уроке  и необходимое для них оборудование.

Например:

8 класс.

·       График лабораторных работ по параллелям.

       Например:

       7 класс. I полугодие

·       Перечень лабораторных работ и обеспечение к ним по параллелям.

      Например:

9класс

Классификация фронтальных лабораторных работ.

Лабораторные работы классифицируются по следующим  признакам:

-     по содержанию - из механики, молекулярной физики, электродинамики, оптики и др.;

-     по методу выполнения и обработки результатов - наблюдения, качественные опыты, измерительные работы, количественные исследования функциональных зависимостей величин;

-     по мере самостоятельности учеников во время выполнения - проверочные, эвристические, творческие;

-     по дидактической цели - изучение нового, повторение, закрепление, наблюдение и изучение физических явлений, ознакомление с физическими приборами и измерение физических величин, ознакомление со строением и принципом действия физических приборов и технических установок, выявление или проверка количественных закономерностей, определения физических констант;

-     по месту в учебном процессе - предыдущие, иллюстративные, итоговые;

-     по  организационному  признаку - фронтальные лабораторные работы, физические практикумы, домашний эксперимент.

Последняя классификация самая общая и самая распространенная. Она дает возможность рассматривать эксперимент с точки зрения методов учебы, правильно определять место каждого из его видов в системе учебных занятий по физике, рационально подбирать учебное оборудование.

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. Если длительность фронтальных лабораторных работ не превышает 10 -15 минут, то их часто называют фронтальными опытами. Фронтальные лабораторные работы проводятся во время изучения соответствующего материала.

Физическим практикумом называют такую форму проведения лабораторных работ, при которой все звенья или группы звеньев учеников получают разные задания усложненного содержания. Практикум проводится после изучения определенного раздела курса физики или чаще всего в конце учебного года. Его задания охватывают большие темы курса и требуют для своего выполнения сложной физической аппаратуры и экспериментальных установок.

Домашний эксперимент - лабораторные работы, которые выполняются учениками дома по заданию учителя. При этом ученики пользуются предметами домашнего употребления или самостоятельно изготовленными самыми простыми приборами.

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.

Для работ качественного характера (наблюдение и изучение физических явлений) отчет упрощается. В нем остается:

·           название работы;

·           перечень основного оборудования;

·           краткое описание установки и хода наблюдения изучаемого явления, сопровождаемое рисунком или схемой;

·           запись результата наблюдения и вывод.

В последнем пункте отчета должны быть отражены условия протекания явления и его характерные признаки.

Для эффективного использования времени, отводимого на лабораторные работы, можно создать банк  дополнительных экспериментальных  задач и заданий для учащихся,  работающих в более быстром темпе.

Например:

В настоящее время существуют все предпосылки для создания новой системы школьного физического эксперимента, базирующегося на использовании современных, в том числе и информационно-коммуникационных технологий.

Спасибо за внимание.

Скачано с www.znanio.ru