§1.1 Роль експерименту в процесі навчання фізики в школі.
Навчальний фізичний експеримент - одна з найважливіших ланок у системі одержання знань і вмінь, передбачених програмою з фізики середньої школи. Він може бути використаний на різних етапах вивчення матеріалу та з різною дидактичною метою. Демонстрація фізичних дослідів дозволяє вчителю керувати пізнавальною діяльністю учнів у процесі спостереження й вивчення фізичних явищ. Фізичний експеримент широко застосовують в навчальному процесі для організації спостереження фізичного явища, якісного чи кількісного вивчення методу дослідження, вступу до теорії, підтвердження висновків теорії, ілюстрації застосування фізичних законів на практиці.
Як метод навчання експеримент використовується для реалізації таких дидактичних цілей:
1) постановка навчальної проблеми, яка потребує розв’язання;
2) повідомлення нових знань;
3) ілюстрація повідомлених учням фактів;
4) формування практичних умінь і навичок;
5) перевірка якості засвоєння знань, умінь і навичок;
6) повторення, закріплення та узагальнення матеріалу;
7) розвиток творчих здібностей учнів, тощо.
Залежно від обраного вчителем підходу до організації діяльності учнів з вивчення навчального матеріалу експеримент може виступати в двох аспектах: при дедуктивному підході він здебільшого виступає як критерій істини, підтверджує висновки, одержані шляхом теоретичних міркувань. При індуктивному підході експеримент є основним джерелом знань.
При індуктивному викладі матеріалу можна виділити наступні етапи в діяльності вчителя й учнів:
1) постановка задачі (проблеми), що вимагає експериментального розв’язання;
2) з’ясування елементів знань, які передбачається одержати експериментально (але не повідомлення самих знань);
3) проектування експерименту (визначення блок-схеми установки, виконання її креслення, малюнка);
4) складання установки на очах учнів. При цьому проводиться співвіднесення креслення, схеми з елементами установки. Іноді частину установки (окремі блоки) збирають завчасно, і тільки в рідких випадках установка може бути зібрана заздалегідь. Однак, у будь-якому варіанті прилади виставляють на демонстраційний стіл тільки на час демонстрації досліду;
5) пояснення установки, з’ясування призначення окремих приладів і блоків, функціональних залежностей між елементами установки;
6) демонстрація явища чи процесу, що супроводжується поясненням того, що і як спостерігати, на що акцентувати увагу (варіюючи дослід, учитель не говорить про його результати, а організує роботу так, щоб у процесі демонстрації й супроводжуючої її бесіди учні самі помітили те, що необхідно, й іробили відповідні висновки);
7) словесна, графічна чи таблична фіксація одержаних експериментальних даних;
8) організація роботи з учнями з виділення нових знань, триманих у результаті постановки досліду, через порівняння, пін і рагування, узагальнення.
При дедуктивному викладі матеріалу змінюються тільки 1, 2 і 8-й етапи. Їхній зміст зводиться до наступного:
- на першому етапі визначають, які наслідки з теорії можна перевірити експериментально;
- на другому етапі з’ясовують, які елементи теоретично одержаних знань мають бути підтверджені експериментально;
- на останньому етапі діяльність учнів спрямовується на виділення тих фактів, що підтверджують висновки теорії іі були отримані в результаті виконання досліду.
Зрозуміло, що найбільших успіхів досягають ті вчителі, що вміють організувати процес навчання, ефективно керувати пізнавальною діяльністю учнів. При демонстрації дослідів можливі записи в зошитах учнів (назва досліду, схема, таблиці, графік, висновок). У кожному конкретному випадку вчитель указує, що необхідно записати на тій чи іншій стадії експерименту.
Найефективнішим є евристичний метод вивчення матеріалу, коли значну частину необхідних висновків учні роблять самостійно, використовуючи дані навчального експерименту (демонстраційного, фронтального, експериментальних задач тощо), хоч він і потребує додаткових витрат часу.
Основні етапи діяльності вчителя й учнів на уроці при вивченні навчального матеріалу на основі експерименту' схематично можна представити так.
| Етап | Вид діяльності | Роль, місце експерименту | Хто виконує основні функції |
|---|---|---|---|
| 1 | Актуалізація знань з раніше вивченого матеріалу, які потрібні для сприйняття, осмислення й засвоєння нового матеріалу | Експеримент використовується з метою актуалізації знань, одержаних раніше | Учитель, з використанням знань учнів |
| 2 | Створення проблемної ситуації | Демонстраційний експеримент — засіб створення проблем¬них | Учитель |
| 3 | Формулювання навчальної проблеми | Результати експерименту служать основою для визначення проблеми | Учитель спільно з учнями |
| 4 | Формування гіпотез щодо вирішення проблеми | Учні під керівництвом учителя | |
| 5 | Перевірка гіпотез | Експеримент як засіб перевірки гіпотез | Учитель; по можливості учні |
| 6 | Висновки щодо правильності гіпотез; формулювання досліджуваної закономірності та засвоєння нових знань | На основі аналізу результатів експерименту роблять висновки щодо правильності | Учитель; учні під керівництвом учителя |
Під керівництвом учителя учні повинні самостійно відшукати максимально можливу кількість інформації, яку погрібно засвоїти. Ще К.Д.Ушинський вказував на необхідність саме такої організації навчального процесу: "Якщо навіть припустити, що учень зрозуміє думку, пояснену йому вчителем, то й в такому випадку думка ця ніколи не вляжеться в голові його так міцно й свідомо, ніколи не стане такою повного власністю учня, як тоді, коли він сам її виробить" (Ушинський К. Д. Собрание сочинений, т. 10. - М.-Л.: Изд-во ЛИН, 1950.-422 с.).
