Методы физики-науки как методы обучения. Условие успешного применения методов

О методах физики-науки и условиях их успешного применения.

Чем обусловлена необходимость применения в учебном процессе по физике методов физики-науки?

Методы физики-науки, будучи адаптированы, могут и должны использоваться как методы обучения физике, наряду с общедидактическими методами обучения. Необходимость формирования у школьников знаний о сущности экспериментальных и теоретических методов познания определяется, во-первых, их ролью в физических и других исследованиях, а во-вторых, тем, что обобщённые умения вести наблюдения, планировать  и ставить  эксперименты, анализировать, выдвигать гипотезы, формулировать аргументированные выводы и т.д. в современных условиях необходимо специалистам самых разных профессий. Человеку, обладающему этими умениями, будет легче повысить свой профессиональный уровень, переквалифицироваться, а это необходимо, чтобы найти своё место в жизни. Формирование этих умений должно начинаться ещё в школе, в процессе обучения школьников методам научного познания, путём организации деятельности учащихся по самостоятельному «добыванию» знаний.

Какова роль наблюдений в учебном процессе?

Наблюдения в учебном процессе  являются одним из важных методов познания, необходимым элементом формирования научных понятий. Они позволяют выявлять внешние признаки явлений, предметов; устанавливать взаимосвязи явлений и свойств предметов; выявлять общие черты класса предметов (явлений) и их различия.

Организация самостоятельных наблюдений учащихся в процессе обучения физике преследует три цели:

• развитие у учащихся наблюдательности, умения видеть, подмечать явления окружающей действительности как важной психической черты личности, в значительной мере определяющей общий уровень развития личности;
• ознакомление школьников с особенностями наблюдения как метода научного познания и подготовки их к ведению научных наблюдений;
• изучение свойств тел и явлений природы с целью пазвития познавательных способностей учащихся.

Каково место наблюдений в учебном процессе?

Целевое назначение самостоятельных наблюдений, их обязательность для всего класса определяют их место в процессе обучения:

1. Перед изучением нового материала (предварительное наблюдение) – для подготовки к его усвоению.
2. При изучении нового материала – для его осознания, расширения, овладения методом научного исследования.
3. После изучения материала – для повторения, закрепления, обобщения, для подтверждения полученных ими выводов.

Какова структура деятельности учебного наблюдения?

• уяснение цели наблюдения;
• определение объекта наблюдения;
• выбор способа кодирования получаемой в ходе наблюдения информации;
• проведение наблюдения при одновременном фиксировании результатов;
• анализ результатов наблюдений;
• формулировка выводов.

Что такое учебный физический эксперимент (УФЭ)?

Учебный физический эксперимент – это воспроизведение предмета познания с целью усвоения содержания курса физики.

Что может выступать в качестве предмета познания?

В качестве предмета познания в ходе эксперимента могут выступать:

• явления,
• свойства тел,
• зависимости между величинами,
• законы,
• способы измерения физических величин,
• устройство и принцип действия приборов,
• техническое применение явлений, законов.

Что общего и различного у научного и учебного физического эксперимента?

Разумеется, учебный экспериментальный метод исследования не может полностью совпадать с аналогичным методом в науке, отличаясь от него по целям, сложности, технике измерений и расчетов и т.п. Так, например,

• если научный эксперимент ставится с целью получения новых знаний о мире, то учебный — для решения педагогических задач;
• если научный эксперимент призван способствовать получению объективно новых знаний, то учебный эксперимент позволяет «добывать» субъективно неизвестные, и такие «открытия» способствуют умственному развитию ученика;
• научный эксперимент не ограничен во времени, а учебный должен быть с одной стороны кратковременным, а с другой — соответствовать по темпу проведения темпу усвоения соответствующего материала; —  научный эксперимент проводится в научных, специально оборудованных сложными дорогостоящими средствами лабораториях, учебный — в типовых условиях, на типовом оборудовании или с помощью подручных средств;
• ученый в ходе исследования не знает конечного результата, школьник же добывает знания под руководством учителя, и конечный результат заранее предопределен.

Но в то же время учебный эксперимент должен сохранять основные черты научного метода:

• выступать в качестве метода познания, когда в его ходе предметы познания воспроизводятся в контролируемых и управляемых условиях, позволяющих многократно воспроизводить изучаемый предмет познания;
• быть неразрывно связанным с теорией;
• содержать в своей структуре основные этапы процесса научного экспериментального исследования: осмысление и формулирование проблемы; выдвижение гипотез её решения и способов их проверки; проведение эксперимента; анализ и интерпретация его результатов.

Какова роль УФЭ?

Учебный физический эксперимент выступает как компонент физического образования, а также как источник знаний, как метод обучения и метод учения.

Какова классификация учебного физического эксперимента?

В школьной практике чаще всего встречаются следующие виды учебного эксперимента: демонстрационный, лабораторный (фронтальный и практикум), экспериментальные задачи, домашний эксперимент.

Каковы основные требования к  демонстрационному эксперименту?

1. соблюдение правил техники безопасности,
2. научность,
3. достоверность,
4. убедительность,
5. видимость,
6. надёжность,
7. выразительность,
8. кратковременность,
9. эмоциональность.

Какова структура деятельности при постановке учебного экспе-   римента?

• выдвигается проблема,
• формулируется рабочая гипотеза,
• планируется эксперимент,
• собирается экспериментальная установка,
• выполняется эксперимент,
• делается теоретический вывод.

Какова структура  деятельности в ходе измерений?

• указание измеряемой величины;
• выбор измеряемого объекта;
• определение наиболее подходящего способа измерения (прямого или косвенного);
• подбор и установка необходимых измерительных приборов;
• выполнение измерений;
• запись результатов;
• анализ результатов и получение выводов.

Каковы уровни овладения школьниками теоретическими методами познания?

Различают два уровня:

• уровень овладения отдельными методами,
• уровень усвоения целостной теории.

Первый должен широко использоваться на всём протяжении обучения физике. Такие методы, как идеализация и моделирование, аналогия , мысленный эксперимент, гипотеза с различной степенью применения имеют место уже в основной школе.

Второй уровень возможен  только в старшей школе.  Изучение целостной физической теории должно отражать логику научного познания:

• обнаружение и накопление экспериментальных фактов, противоречащих существующей теории;
• выдвижение гипотез, позволяющих объяснить новые факты;
• разработка новой теории, её  ядра;
• получение следствий;
• экспериментальная проверка следствий.

Изучение физической теории по такой схеме позволяет формировать представление об экспериментальном и теоретическом методах познания как о двух связанных  взаимнодополняющих сторонах единого процесса научного познания.

В каких случаях в учебном процессе применяются экспериментальные и теоретические методы обучения?

При выборе экспериментальных или теоретических  методов обучения следует помнить, что в науке оба метода равноправны, но в обучении они способствуют развитию разных компонентов процесса мышления. Экспериментальные методы применяются при индуктивном подходе к изучению материала, а теоретические – при дедуктивном.

Что необходимо для успешного применения методов обучения?

Знание методов обучения – условие необходимое, но не достаточное для их эффективной реализации. Чтобы добиться планируемых результатов, необходимо, чтобы применение методов не только не противоречило объективным закономерностям самого процесса познания, но было в согласии с ними.

• Методика преподавания физики