Фундаментальні і дослідницькі демонстраційні експерименти PDF Печать E-mail
Автор: Бобро Т.М.   
20.02.2016 16:35

У даній  статті пропоную вашій увазі надзвичайно прості, але водночас важливі для формування базових знань учнів, демонстраційні експерименти, які можна провести у кожній школі, навіть з мізерним матеріально-технічним забезпеченням, для учнів 8 класу при вивченні теми «Сполучені посудини».

ФУНДАМЕНТАЛЬНІ І ДОСЛІДНИЦЬКІ ДЕМОНСТРАЦІЙНІ ЕКСПЕРИМЕНТИ З ТЕМИ «СПОЛУЧЕНІ ПОСУДИНИ»

      У системі вивчення фізики особливе місце в моїй роботі займає демонстраційний експеримент. Він дає змогу через відчуття учнів формувати в них початкові уявлення про явища, що вивчаються, створювати чуттєві образи, які лежать в основі багатьох фізичних понять.

      Образне мислення я розглядаю як один із рівнів перетворення і засвоєння інформації. Експериментальні психологічні дослідження переконливо свідчать, що створення образів позитивно впливає на продуктивність мислення в різних видах діяльності. Тому розвиток образного мислення на уроках є важливою складовою формування інтелекту учнів. У цьому значну допомогу може надати демонстраційний експеримент.

      Будучи носієм навчальної інформації, демонстраційний експеримент характеризується  об’єктивністю та образністю, він економічний щодо затрат навчального часу, активно формує знання учнів.

      Так, у 8-му класі, вивчаючи сполучені посудини, проводжу низку демонстраційних дослідів, з яких роблю відповідні висновки.

      Дослід 1.  Дві прозорі трубки з’єднані гумовою трубкою, яка має затискач. В одну з трубок наливаю воду. Якщо затискач зняти, вода з однієї трубки перетікає в іншу доти, поки поверхні рідини в обох трубках не встановляться на одному рівні.

Висновок. Посудини, в яких рідина може вільно перетікати з однієї в іншу, називаються сполученими.

     Дослід 2. (Обладнання те саме, що і в попередньому досліді). Змінюю положення однієї з трубок відносно іншої (трубку піднімаю, опускаю, нахиляю).

Висновок. Незалежно від взаємного положення сполучених посудин вільні поверхні рідини в них установлюються на одному горизонтальному рівні.

   Дослід 3. Повторюю перший дослід, але одну з трубок замінюю тоншою, зігнутою і лійкою.

Висновок. Вільні поверхні нерухомої рідини в сполучених посудинах довільної форми встановлюються на одному рівні.

   Дослід 4. Повторюю перший дослід, але в одну з трубок наливаю спочатку воду, а потім  олію. Після того як затискач зняти, рівні рідин у трубках будуть різними.

Висновок. Вільні поверхні нерухомих різнорідних рідин у сполучених посудинах встановлюються на різних рівнях.

   Дослід 5.Скляна трубка з’єднана гумовою трубкою з піпеткою. Гумова трубка перетиснута затискачем. У скляну трубку наливаю воду, а піпетку опускаю якомога нижче. Якщо затискач зняти, то вода струменем почне підніматися над наконечником піпетки.

Висновок. Принцип дії фонтана, артезіанського колодязя базується на властивості сполучених посудин.

    Дослід 6. Трубка більшого діаметра з’єднана гумовим шлангом з іншою, в якій є бокові отвори з кранами. Обидві трубки заповнені водою вище від верхнього крана. Вода може витікати з будь-якого крана доти, поки рівень води у першій трубці вищий від рівня розміщення крана.

Висновок. Принцип дії водоводу також ґрунтується на властивості сполучених посудин.

  Усі демонстраційні досліди можна поділити на три основні групи:

  1. досліди, що дають початкові уявлення про явище (дослід 1);
  2. досліди, що дають можливість дослідити властивості тіл і явищ (досліди 2,3,4);
  3. досліди,  що показують застосування явищ або використання їх властивостей (досліди 5,6).

     Проаналізую детальніше кожну з цих груп. Подібно до того, як у науці досліди, на яких базується знання фізичних теорій, називаються фундаментальними, так і фізичний експеримент, який є джерелом первинних уявлень учнів про нові для них фізичні явища і властивості, можна назвати фундаментальним демонстраційним експериментом.

      У багатьох випадках схеми фундаментальних фізичних дослідів і фундаментальних фізичних експериментів збігаються. Так, дослід Ерстеда, з якого починається електродинаміка, ставиться у школі практично так само, як він був здійснений  ученим у 1820  році. І сьогодні цей демонстраційний дослід переконливо свідчить про існування магнітного поля навколо провідника зі струмом і ознайомлює учнів з новим для них фізичним явищем.

     Класичних дослідів фізики, які мають велике значення для розвитку науки, порівняно небагато, і далеко не всі  вони можуть бути поставлені в шкільному фізичному кабінеті. Межі застосування фундаментального демонстраційного експерименту широкі, кожне фізичне явище шкільної програми можна показати так, щоб воно стало вихідним пунктом формування фізичних понять. З цієї позиції до фундаментальних можна віднести такі досліди: демонстрація механічного руху, конвекції, кипіння, нагрівання провідника струмом і т.д. Отже, вивчати майже кожне питання шкільного курсу фізики можна з постановки вихідної фундаментальної демонстрації.

      Наступний крок у викладанні навчального матеріалу – різнобічне дослідження нового явища, його зв’язок із відомими явищами. Групу демонстраційних дослідів, призначених для з’ясування суті фізичного явища та його зв’язків з відомими явищами, можна назвати дослідницьким демонстраційним експериментом.

    Зміст фундаментального і дослідницького експерименту однозначно визначається змістом навчальних програм. Можливі політехнічні демонстрації визначені в ній лише частково: вчитель вибирає їх сам і за рівних умов перевагу надає тим, які спонукають учнів до творчого мислення, раціонального підходу до застосування набутих знань. Так, у прикладі зі сполученими посудинами на основі знань, здобутих на уроці, учні можуть розв’язати такі задачі творчого характеру:

- зобразити на одному рівні на дошці два горизонтальні штрихи, розміщені на певній відстані один від одного; встановити горизонтально стержень штатива;

-  перевірити горизонтальність кришки демонстраційного стола;

-  запропонувати пристрій, що дає змогу стежити за рівнем вільної поверхні в непрозорій посудині.

   Якщо учні засвоїли, що вільна поверхня однорідної рідини в сполучених посудинах установлюється на одному рівні, то для розв’язання, наприклад, першої задачі їм достатньо використати трубки, застосовані в першому досліді. Приклавши їх до шкільної дошки, штрихами відмітити рівні рідини у кожній трубці.

    Якщо ввести позначення: Ф – фундаментальний демонстраційний експеримент, Д – дослідницький, П – політехнічний, то залежно від вибраної методики викладу навчального матеріалу можливі такі послідовності демонстраційних дослідів: Ф – Д – П,

                                                                         Д – Ф – П,

                                                                         П – Ф – П.

    Із цього видно, що не змінюючи обсяг навчальної інформації, система демонстраційного експерименту дає можливість учителю змінювати методику викладання уроку в широких межах: від пояснювально-демонстраційного до проблемного. При цьому кількість і зміст демонстраційних дослідів визначається можливістю переведення навчального матеріалу на мову демонстраційного експерименту.

    Звичайно, не весь матеріал шкільного курсу фізики можна подати у вигляді демонстраційного експерименту, але демонстрації залишають в уяві учнів образи, на основі яких будуються нові уявлення, тобто образи таких предметів і явищ, яких вони ніколи не бачили. Експеримент є не лише фундаментом навчання фізики, а й абсолютно новою сферою діяльності дитини у цьому навчанні.

Використана література:

  1. «Демонстраційний експеримент як джерело знань учнів»,  Фізика, шкільний світ, №32, 2002.
  2. «Формування дослідницьких навичок як основа виховання творчої особистості», Фізика, шкільний світ, №7, 2003.
  3. Інтернет ресурс:http://osvita.ua/school/lessons_summary/physics/10350/
  4. Інтернет :http://www.kspu.kr.ua/download/conf2013/section1/article_slusarenko.pdf
  5. Коршак Є.В., Миргородський Б.Ю. «Методика і техніка шкільного експерименту», Київ, Вища школа, 1981, 280с.
Обновлено 20.02.2016 16:41