"Продуктивные формы и методы организации лабораторно-практических занятий согласно требованиям ФГОС"
статья
Автор: Колодина Тамара Викторовна, преподаватель физики, ГОБПОУ "Липецкий техникум городского хозяйства и отраслевых технологий", Липецк
В раздел основное общее образование
Тема:
Продуктивные формы и методы организации лабораторно-
практических занятий согласно требованиям ФГОС
(преподавателя физики Т.В.Колодиной)
Лабораторный эксперимент является одним из основных методов обучения физике в образовательном учреждении. В учебном процессе он выполняет три основных функции: 1.является источником новых знаний, фундаментальным основанием теории; 2.средством наглядности, «живым созерцанием», иллюстрацией изучаемых явлений; 3.критерием истинности полученных знаний, средством раскрытия их практических применений. Лабораторный эксперимент развивает физическое мышление, познавательную самостоятельность, творческие особенности, интеллектуальные умения учащихся. Содержание лабораторных работ учитывает учебно-воспитательные задачи обучения физике в общеобразовательных учреждениях и учреждениях СПО. Все лабораторные работы соответствуют требованиям, предъявляемым государственным стандартом к знаниям и умениям обучающихся по физике, учитывают время, отводимое на изучение физики, возрастные особенности учащихся, технические возможности выполнения работ с простым лабораторным оборудованием, содержание других основных видов учебного эксперимента – демонстрационных опытов и работ физического практикума. Основными формами практического занятия являются: • Физический практикум • Фронтальные лабораторные работы.
Физическим
практикумом
называют такую форму проведения лабораторных работ, при которой все звенья или группы звеньев
студентов 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.
Фронтальные лабораторные работы
- это такие занятия, в которых студенты 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 студенты проводят одинаковый эксперимент, пользуясь при этом одинаковым оборудованием. Фронтальные лабораторные работы проводятся во время изучения соответствующего материала.
Методы
выполнения
лабораторных
работ
: репродуктивный, частично-поисковый (эвристический) и исследовательский. Репродуктивный метод выполнения лабораторной работы заключается в том, что в данном случае не предусматривается самостоятельное получение новых знаний, а лишь подтверждаются уже известные факты и истины или иллюстрируются теоретически установленные утверждения. Выполнение лабораторных работ репродуктивным методом предусматривает проведение актуализации знаний студентов повторение способа измерения необходимых физических величин, выяснения принципиальной схемы установки. После этого студентам предлагается собрать схему установки, провести измерение, обработать результаты опыта и сделать соответствующие выводы. Данный метод выполнения лабораторных работ является самым распространенным в практике обучения физики, но он имеет существенные недостатки: он рассчитан на воспроизводящую деятельность студентов и требует от них действий по образцу.
Частично
-
поисковый метод
заключается в том, что преподаватель, систематически давая последовательные указания, руководит практическими действиями студентов, а затем своими вопросами направляет их умственную деятельность на анализ полученных из опытов результатов и на формулировку нового, раньше неизвестного им закона или факта. Этот метод позволяет органически включать в изложение нового материала лабораторный эксперимент как источник новых знаний, добыты студентами в результате своих наблюдений на самостоятельно собранной установке. Частично-поисковым методом целесообразно пользоваться в тех случаях, когда все действия, которые должны выполнить студенты, уже усвоенные или выполняются легко. Данный метод может использоваться в работах, посвященных либо наблюдению явлений, либо установлению функциональных зависимостей между определенными физическими величинами. При
исследовательском методе
выполнения, студенты получают только задание, а пути его выполнения они отыскивают сами и самостоятельно проводят все этапы исследования - собирают установку, проводят измерение, обрабатывают результаты и тд. Исследовательский метод в чистом виде может быть использован лишь в индивидуальной работе с сильными студентами. Но элементам этого метода необходимо учить всех студентов. Для этого в канун выполнения лабораторной работы целесообразно предложить студентам продумать возможные способы непрямого измерения какой-либо величины, самим указать необходимые приборы и способы проведения измерений. Предложения студентов. обсуждаются в группе и производится единственный подход к выполнению работы. Вся последующая работа выполняется студентами полностью самостоятельно. Роль преподавателя заключается лишь в контроле за действиями студентов.
Лабораторные работы из курса физики классифицируются
различными признаками:
•содержанием - из механики, молекулярной физики, электродинамики, оптики и др.; •методами выполнения и обработки результатов - наблюдения, качественные опыты, измерительные работы, количественные исследования функциональных зависимостей величин; •мерой самостоятельности учеников во время выполнения - проверочные, эвристические, творческие; •дидактической целью - изучения 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; •местом в учебном процессе - предыдущие, иллюстративные, итоговые; •организационным признаком - 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 из физики, рационально подбирать учебное оборудование.
Цели лабораторных работ:
— объяснять физическую суть изучаемого в данной работе явления; — характеризовать, выделяя особенности, объект исследования (образец, устройство, поток частиц, излучение); — объяснять физические основы используемой в работе
методики измерений, обосновывать последовательность действий при выполнении каждой конкретной работы; — работать с приборами, выбирать нужный диапазон измерений, определять цену деления шкалы; — проводить измерения, соблюдая заданные условия, грамотно и аккуратно записывать результаты в заранее составленные таблицы; — вычислять и учитывать приборную и случайную погрешности прямых и косвенных измерений; — представлять результаты эксперимента в виде сводных таблиц и графиков; — анализировать полученные результаты, делать обоснованные выводы, составлять отчет по работе.
Этапы проведения лабораторных работ:
1. Подготовка к лабораторной работе Составление конспекта Заполнение протокола, подготовка таблиц 2. Проведение эксперимента Подготовка установки Начальная обработка результатов измерений Окончательная обработка результатов измерений 3. Составление отчета
1.Подготовка к лабораторной работе
Выполнение всех работ физического практикума включает самостоятельную подготовку, которая должна быть закончена к началу занятия. Подготовку к конкретной лабораторной работе начинается со знакомства с описанием работы. Затем с помощью описания и других рекомендованных учебных пособий надо ответить на все обобщенные контрольные вопросы к лабораторным работам, а потом на контрольные вопросы к данной работе. При соблюдении такой последовательности станет ясно, что вопросы по конкретным работам содержатся в
предложенном общем подходе. После этого следует составить конспекта, начертить принципиальную схему установки и таблиц в протоколе. 2.
Проведение эксперимента
Проведение эксперимента — это центральный и самый интересный этап выполнения лабораторной работы, требующий активного использования на практике всех имеющихся знаний, умений и навыков. Именно для его успешного выполнения была нужна предварительная подготовка. Очень хорошо, если определяющая роль эксперимента, которая выражается в том, что он есть критерий истинности теорий и основа для их создания. Еще важнее именно так, относиться к эксперименту во всей дальнейшей работе. 3.
Составление отчета
Отчет завершает лабораторную работу и обобщает результаты всех предыдущих этапов ее выполнения. Поэтому в нем обязательно должны быть отражены: 1) цель и задачи работы; 2) объект исследования, его общая характеристика и особенности; 3) методика эксперимента; 4) схема установки; 5) рабочие формулы с обязательной расшифровкой входящих в них величин; 6) систематизированные результаты эксперимента (сводные таблицы, графики); 7) оценка надежности и достоверности результатов (примеры вычислений величин, измеряемых косвенно, и погрешностей для прямых и косвенных измерений); 8) окончательные результаты с учетом погрешности, в том числе и приборной; 9) общие выводы по работе.
Первые пять пунктов отчета практически представляют собой сведения, которые должны быть изложить в конспекте. Результаты эксперимента излагаются в такой последовательности: — значения постоянных и исходных данных (характеристики образца, установки, табличные величины); — условия проведения опыта или измерений (температура, давление воздуха, влажность); — таблицы, содержащие результаты опытов. Это может быть ссылка на порядковый номер таблицы в протоколе или повторение таблицы протокола, если там она заполнена неаккуратно. Бланк протокола должен быть вложен в отчет, это документ, отражающий проведение эксперимента. Итоги обработки результатов представляются по возможности в виде таблиц, содержащих не только конечные, но и промежуточные значения. Выполняя обработку результатов измерений, нужно приводить в отчете примеры вычисления значений требуемых величин. Проводя вычисления, прежде всего нужно записать формулу, затем подставляйте в нее числовые значения всех величин и привести окончательный результат. Такая схема позволяет при необходимости быстро проверить правильность расчета. Если в ходе опыта искомая величина определялась при разных условиях (снималась зависимость), то достаточно привести только один пример вычисления, указав номер измерения в таблице. Таблицу, содержащую промежуточные результаты, нужно пояснять примером, показывающим всю последовательность вычислений. В конце отчета приводятся: — окончательный результат, т. е. значение величины с указанием погрешности ее определения; — анализ полученных результатов, сравнение экспериментально полученного и табличного значения величины, если это возможно; — выводы, вытекающие из экспериментальных данных.
Знания и умения, формируемые в ходе физического практикума. Знания об эксперименте как методе научного познания и исследования. Знание этапов деятельности проведения экспериментального исследования. Умение выделять в выполняемых работах последовательность обязательных общих этапов. Знание результатов, соответствующих отдельным этапам работы. Умение выделять для себя результат отдельного этапа: цель и задачи работы; объект и метод исследования; экспериментальные данные; результаты обработки данных опыта; отчет по работе. Знания о современных измерительных приборах. Умение использовать прибор для измерений: готовить к работе, выбирать нужный диапазон, определять цену деления шкалы и приборную погрешность. Знание требований к проведению эксперимента и записи результатов. Умение проводить измерения: выделять условия опыта, готовить таблицы для записи результатов, проводить опыт, грамотно записывать показания приборов и их характеристики. Знание способов оценки надежности полученных данных. Умение проверять и оценивать надежность результатов в ходе опыта. Знания о назначении сводных таблиц, графиков и требованиях к их оформлению. Умение представлять результаты опыта и экспериментальные зависимости в виде сводных таблиц и графиков. Знание методов математической обработки опытных данных и способов указания достоверности результата эксперимента. Умение вычислять погрешность величин, измеряемых прямо и косвенно, определять аналитически значения коэффициентов полученных зависимостей, указывать погрешность и степень достоверности результата. Знание правил оформления отчета по работе и обязательных требований к отчету. Умение составлять отчет по работе: выделять этапы работы,
описывать объект и метод исследования, выполнять обработку данных, анализировать полученный результат, сопоставлять его с исходной гипотезой, обосновывать и объяснять расхождение, делать выводы. Знание общих приемов и правил подготовки и проведения эксперимента. Умение проводить учебный эксперимент (исследование). Умение использовать эксперимент как метод исследования в дальнейшей работе.
В раздел основное общее образование