Физический эксперимент вне учебника: мотивация, практика и исследовательские навыки

Методика преподавания естественно-научных дисциплин

Шарыпина О. В.

ГБОУ СОШ №137 (Россия, Санкт – Петербург)

Аннотация. В преподавании физики ключевую роль играет эксперимент, позволяющий не только подтвердить теоретические знания, но и развить исследовательские навыки. Федеральная рабочая программа предлагает расширенный перечень лабораторных работ по сравнению с традиционными учебниками. Данная работа предлагает методические рекомендации по проведению двух таких лабораторных работ.

Ключевые слова: федеральная рабочая программа по физике, эксперимент, лабораторные работы.

Physical experiment outside the textbook: motivation, practice, and research skills

 Abstract. In teaching physics, experiment plays a key role, allowing not only to confirm theoretical knowledge, but also to develop research skills. The Federal work program offers an expanded list of laboratory work compared to traditional textbooks. This paper offers methodological recommendations for conducting two such laboratory work.

Key words:      federal work program in physics, experiment, laboratory work.

Физический эксперимент вне учебника: мотивация, практика и исследовательские навыки

            В современном образовании, согласно Федеральной рабочей программе (ФРП) [1,2], экспериментальным методам изучения физических явлений отводится значительная роль. Лабораторные работы и опыты, рекомендованные ФРП, не только подтверждают известные законы физики, но и формируют у учащихся навыки практической исследовательской деятельности. Физический эксперимент, как никакой другой метод, усиливает мотивацию к изучению курса физики, делая уроки живыми, наглядными и интересными.

            Однако, перечень лабораторных работ, представленных в ФРП, часто оказывается шире, чем перечень, предлагаемый в школьном учебнике. Проведение таких работ, описание которых отсутствует в учебнике, ставит перед учителем ряд важных вопросов:

• Как организовать урок?
• Какое оборудование будет использовано?
• В каком виде будут представлены результаты?

            Данная статья предлагает варианты проведения двух лабораторных работ, не описанных в стандартных учебниках: "Конструирование ареометра или конструирование лодки и определение её грузоподъёмности" (7 класс) и "Опыты по разложению белого света в спектр и восприятию цвета предметов при их наблюдении через цветовые фильтры" (9 класс). Важно отметить, что для проведения ряда работ не обязательно использовать дорогостоящее учебное оборудование – можно успешно применять предметы, с которыми дети сталкиваются в повседневной жизни.

1. 7 класс: "Конструирование ареометра или конструирование лодки и определение её грузоподъёмности"

Эта работа направлена на закрепление знаний о плотности, архимедовой силе и условиях плавания тел. Вместо стандартного использования готового ареометра или лодки, ученикам предлагается самостоятельно их сконструировать.

Лабораторная работа: Конструирование ареометра или конструирование лодки и определение её грузоподъёмности (7 класс)

Цель: С помощью простейшей модели "ареометра" определить, на каких физических явлениях и законах основана его работа. Сконструировать простейшую лодку и определить ее грузоподъемность.

Приборы и материалы: Модель "ареометра" (например, шприц с грузом), стакан с водой, мерная кружка или мензурка, фольга.

Организация урока:

• Вводная часть (10 минут): Краткое повторение закона Архимеда и понятия плотности. Обсуждение принципа работы ареометра и плавания тел. Можно продемонстрировать видеоролик о применении ареометров в различных областях.
• Теоретическая часть (10 минут): Учащиеся записывают в тетрадь определение ареометра и принцип его работы, основанный на законе Архимеда.
• Практическая часть (20 минут):
  • Задание №1: Работа с моделью ареометра.
    1. Опускаем "ареометр" в чистую воду, слегка подсоленную воду и сильно соленую воду.
    2. Каждый раз отмечаем на шприце, насколько погружается ареометр.
    3. Данные заносим в таблицу:

4. Делаем вывод: как зависит глубина погружения ареометра от плотности жидкости.

• Задание №2: Конструирование лодки и определение её грузоподъемности.
  1. Учащиеся рисуют простейшую модель лодки, которую можно будет использовать в эксперименте для определения её грузоподъемности.
  2. Изготавливают модель данной лодки из фольги по своему рисунку. Важно подчеркнуть, что форма лодки должна быть устойчивой.
  3. Убеждаются в том, что модель устойчиво плавает в воде.
  4. Наливают в мензурку максимальное количество воды (до верхнего штриха измерительного прибора). Определяют объем жидкости, переводят в м³ и записывают результат в таблицу.
  5. Аккуратно переливают воду из мензурки в лодку, до тех пор, пока она не утонет. Важно следить за тем, чтобы вода переливалась равномерно и не выливалась из лодки.
  6. Заполняют таблицу получившимися данными и рассчитывают грузоподъемность лодки. (Грузоподъемность лодки будет равна весу воды, который лодка может поддерживать перед тем, как утонуть.)
  7. Делаем вывод: как форма лодки влияет на ее грузоподъемность, и какие факторы необходимо учитывать при конструировании лодок.
• Обсуждение результатов (10 минут): Обсуждение полученных результатов, сравнение различных моделей лодок, выявление ошибок и проблем, возникших в ходе эксперимента.

Форма представления результатов:

• Заполненные таблицы с данными измерений.
• Выводы по каждому заданию.
• Рисунок модели лодки.
• Краткий отчет о проделанной работе.

Лабораторная работа: Опыты по разложению белого света в спектр и восприятию цвета предметов при их наблюдении через цветовые фильтры (9 класс)

Цель: Изучить явление дисперсии света и понять, как происходит восприятие цвета предметов.

Приборы и материалы: Призма (можно использовать грань стеклянного стакана или хрустальную подвеску), источник белого света (лампа накаливания или светодиодный фонарик), цветные фильтры (можно использовать цветную пленку, цветные стекла или цветные фломастеры для раскрашивания прозрачной пленки), белая бумага или экран, цветные предметы (например, цветные карандаши, кусочки ткани, цветная бумага).

Организация урока:

• Вводная часть (10 минут): Краткое повторение темы "Электромагнитные волны". Обсуждение природы белого света и понятия спектра. Можно продемонстрировать видеоролик о дисперсии света и образовании радуги.
• Практическая часть (25 минут):
• Задание №1: Разложение белого света в спектр.
• Направьте луч белого света на призму.
• Расположите белую бумагу или экран за призмой так, чтобы на нем появился спектр.
• Зарисуйте спектр в тетрадь, отметив порядок расположения цветов (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).
• Объясните, почему белый свет разлагается в спектр при прохождении через призму.
• Задание №2: Восприятие цвета предметов при наблюдении через цветовые фильтры.
• Рассмотрите различные цветные предметы при обычном освещении. Запишите в таблицу их цвета.
• Поочередно рассматривайте эти же предметы через различные цветовые фильтры. Запишите в таблицу, как меняется цвет предметов при наблюдении через каждый фильтр.

• Объясните, почему цвет предметов меняется при наблюдении через цветовые фильтры. Какие цвета пропускает каждый фильтр? Какие цвета поглощает?
• Обсуждение результатов (10 минут): Обсуждение полученных результатов, объяснение наблюдаемых явлений, выявление ошибок и проблем, возникших в ходе эксперимента.

Форма представления результатов:

• Зарисовка спектра.
• Заполненная таблица с данными о цвете предметов при наблюдении через различные фильтры.
• Выводы по каждому заданию.
• Краткий отчет о проделанной работе.

            Представленные варианты проведения лабораторных работ, основанные на ФРП, демонстрируют, что физический эксперимент может быть не только познавательным, но и увлекательным. Использование доступных материалов и оборудования позволяет сделать эксперимент более доступным для учащихся и стимулирует их интерес к изучению физики. Важно помнить, что главная цель физического эксперимента – не просто подтвердить известные законы, а научить учащихся мыслить критически, анализировать данные и делать собственные выводы. Именно такой подход к обучению физике позволит сформировать у учащихся научное мировоззрение и подготовить их к успешной деятельности в современном мире.

            Кроме того, важно отметить, что проведение лабораторных работ, не описанных в учебнике, требует от учителя творческого подхода и готовности к импровизации. Необходимо тщательно продумать организацию урока, подобрать подходящее оборудование и разработать систему оценки результатов. Однако затраченные усилия окупятся сторицей, когда учитель увидит, как загораются глаза учеников, увлеченных экспериментом и стремящихся к новым знаниям.

Литература:

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) : приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 31.05.2021 № 287. — Москва, 2021.
2. Федеральная образовательная программа основного общего образования : приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 18.05.2023 № 370 «Об утверждении федеральной образовательной программы основного общего образования» (зарегистрирован 12.07.2023 № 74223). — Москва, 2023.

Сведения об авторе:

Шарыпина Ольга Васильевна – учитель физики, ГБОУ СОШ №137 г. Санкт - Петербург.

Author:

Sharypina O. V. – the teacher of Physics, school 137, Saint-Petersburg.

• < Назад
• Вперед >