2.1 Види навчального фізичного експерименту:

У процесі навчання фізики фізичний експеримент є джерелом знань, методом навчання та видом наочності і тому є невід’ємною його складовою. Поряд з цим навчальний експеримент з фізики складає базис шкільного курсу фізики та курсу фізики вищої школи, широко використовується як засіб активної навчально-пошукової діяльності.

Навчальний експеримент у школі є основою вивчення фізики. Без перебільшення можна сказати, що якість знань і практична підготовка учнів з фізики перебувають у прямій залежності від якості фізичного експерименту. Шкільний фізичний експеримент підводить учнів до розуміння сучасних фізичних методів дослідження, виробляє у них практичні вміння і навички.

Ще у 1900 році відомий російський фізик, професор О.Д. Хвольсон в одній зі своїх доповідей звертав увагу на те, що «викладання фізики, в якому експеримент не становить основи і наріжного каменя всього викладу, треба визнати малокорисним і навіть шкідливим».

Пройшовши тривалий шлях розвитку, шкільний фізичний експеримент перетворився з окремих дослідів у струнку систему навчального експерименту, яка охоплює такі його види:

• демонстраційні досліди;

• фронтальні лабораторні роботи;

• короткочасні фронтальні досліди;

• лабораторний фізичний практикум;

• експериментальні задачі;

• домашні досліди і спостереження.

Демонстраційні досліди

Демонстраційний експеримент, який виконує учитель, є одним із необхідних елементів процесу навчання фізики.(книжка експеримент у школі).

Цільове призначення демонстрацій різноманітне й визначається темою та метою уроку. У одних випадках демонстрації призначені для відтворення уявлень про фізичні явища, а в інших – для встановлення відповідних фізичних властивостей тіл, для ілюстрації справедливості окремих фізичних законів або їхнього застосування в техніці(СТАТТЯ)

Демонстраційний експеримент як метод навчання з'явився практично одночасно з початком викладання систематичного курсу фізики. У системі методів організації й здійснення учбово-пізнавальної діяльності учнів, що класифікуються за джерелом передачі й сприйняття навчальної інформації, демонстраційний експеримент відноситься до наочних методів навчання. Відносно двох інших провідних методів цієї групи - словесного і практичного, демонстраційний експеримент займає особливе місце: він ніколи не використовується як відокремлений метод, але завжди в сполученні зі словесним (лекція, пояснення, бесіда), а також з іншими засобами наочності (малюнки, таблиці, екранні посібники).

Як допоміжний засіб демонстраційний експеримент застосовується в практичних методах навчання. Термін «демонстраційний експеримент», що підкреслює візуальний вплив цього методу, не означає, однак, що вчитель може й повинен лише ілюструвати ті або інші явища або процеси, залишаючи учням роль пасивних спостерігачів. Робота учнів при проведенні демонстраційного експерименту обов'язково повинна бути спеціально організована. Крім того, використовуючи демонстраційний експеримент, учитель може не тільки просто демонструвати ті або інші явища або процеси, але, й наприклад, поставити і вирішити з учнями експериментальну задачу, або організувати на уроці проблемну ситуацію. Чим більшим досвідом володіє вчитель, тим ширше арсенал його прийомів використання демонстраційного експерименту . Видатний фізик А. Ейнштейн висловив свою точку зору на цю проблему словами: «Вміє вчити той, хто вчить цікаво».

Демонстрації виконують як навчальну, так і розвиваючу функцію, тобто сприяють розвитку мислення, спостережливості, творчої уяви учнів, їх здатностей. Насамперед, необхідно звернути увагу на способи залучення учнів до активної роботи з осмислення дослідів. А також указати основні способи активізації пізнавальної діяльності при постановці експерименту. Кожний наступний відповідає більш високому рівню активізації.

Перший рівень:

Демонстраційний експеримент ставиться як ілюстрація до пояснення нового матеріалу, так що учні в обговоренні й поясненні результатів дослідів участі практично не приймають. Найбільше, чого можна домогтися в цій ситуації - це увага учнів до пояснення навчального матеріалу. Він зручний тим, що потребує найменших витрат часу, адже вчитель дуже обмежений у часі. Рівень їхньої активізації при цьому можна назвати «нижчим рівнем».

Другий рівень:

Вчитель виконує дослід, а учні або роблять висновки з нього, або пояснюють отримані результати. Цей спосіб активізації учнів можна рекомендувати майже у всіх випадках (крім розглянутого вище), якщо за якимись причинами не можна використати способи, що відповідають більш високому рівню активізації. Застосовуючи його, варто заздалегідь попередити учнів про те, що по закінченні досліду вони повинні будуть самостійно зробити висновки або пояснити результати. Їх судження доцільно враховувати при виставлянні оцінок за урок. У тих випадках, коли на досліді встановлюється нова закономірність, завдання учнів - зробити висновки зі спостережень. Даний спосіб активізації учнів (залучення їх до пояснення результатів досліду) часто виявляється доцільним і в тих випадках, коли учні не в змозі самі повністю пояснити показане явище. Потрібно допомогти їм - це краще, ніж залишати учнів у ролі глядачів і слухачів.

Третій рівень:

Учні прогнозують результат досліду. Перед тим як сформулювати відповідне питання, треба повідомити мету досліду й дати пояснення про улаштування і принцип дії демонстраційної установки. Цей спосіб забезпечує більш високий рівень активізації розумової діяльності учнів, тому що прогнозувати невідомий результат трудніше, ніж пояснити вже показане явище. Включившись у роботу ще до виконання досліду, вони з підвищеним інтересом і увагою очікують його результат, а потім, якщо той передбачений невірно, шукають правильне пояснення. Звичайно, потрібно добиватися, щоб передбачення обґрунтовувалося, підкріплювалося аргументами, а не було немотивованим припущенням. Даний спосіб активізації рекомендується застосовувати в тих випадках, коли є впевненість, що хоча б декілька учнів з класу зможуть висловити обґрунтовані міркування щодо очікуваних результатів досліду. Природно, що це можливо лише за умови, що необхідний навчальний матеріал уже пройдений і засвоєний. Передбачення результатів досліду або пояснення побаченого можливо при виконанні більшості шкільних демонстрацій. Учні швидко включаються до такої роботи, їхня увага й активність помітно підвищуються, а якщо при цьому висловлюються суперечливі судження, то виникають дискусії, що сприяє інтенсивному розвитку мислення й здатностей учнів.

Підготовка демонстраційних дослідів - це дослідницька робота у справжньому значенні цього поняття. Робота, що не терпить шаблону, але потребує мобілізації творчої енергії, вигадки, спритності, винахідливості, володіння певною сумою знань, практичних умінь і навичок у конструюванні демонстраційних установок і фізичних приладів. При підготовці до демонстрації дослідів необхідно також пам'ятати, що існує ряд вимог, що пред'являються до постановки експериментів.

Основні вимоги до демонстраційного експерименту

Демонстраційні досліди проводяться у класі з 30 - 40 учнями. Зміст дослідів повинен з повною ясністю доводитись до розуміння кожного із присутніх на уроці. Це змушує пред'являти до таких дослідів методичні й технічні вимоги, які в основному зводяться до наступного.

а) На демонстраційному столі не повинно бути нічого, крім того, що показується в цей момент.

Демонстраційні прилади виставляються на стіл тільки з початком підготовки до показу даного досліду й негайно прибираються зі столу після завершення показу. Це правило обумовлене тим, що прилади, підготовлені вчителем до уроку й виставлені на видному місці, привертають увагу учнів, відволікають від ходу уроку. А до початку демонстрації учні вже значною мірою втрачають інтерес до цих приладів.

б) Досліди повинні бути завжди переконливими.

Вони не повинні викликати яких-небудь сумнівів у їхній справедливості й не давати приводу до неправильного тлумачення. Тому всі побічні явища, що супроводжують основне, повинні бути зведені до мінімуму, зроблені непомітними й не відволікаючими увагу від головного.

в) Демонстрації повинні бути чітко видні, щоб кожний учень неодмінно помітив явище, яке демонструється.

Прилади, що виставляються для демонстрації, розташовуються у центральній частині столу, на самому видному місці. Якщо демонстраційна установка складається з декількох приладів, то вони розташовуються так, щоб не загороджувати один одного. Із цією метою розміщують прилади на різних рівнях, вдаючись до допомоги різного роду підставок і піднімальних пристроїв.

г) Варто подбати про наочність і виразність.

Для цього варто збирати по можливості найбільш прості установки, у яких чітко, як би саме собою, виділялися б основні частини. Треба застосовувати яскраве пофарбування деталей приладів і проводів, вибирати для кожного випадку найбільш підходящі індикатори, підфарбовувати безбарвні рідини. Прагнути до одержання максимальної інтенсивності явищ, що демонструються .

д) Кожний дослід повинен бути надійним.

Він повинен бути ретельно підготовленим, неодноразово випробуваним. Невдала демонстрація порушує хід уроку, завжди викликає розчарування й навіть може зародити недовіру до вчителя. От чому при підготовці радять завжди пам'ятати прислів'я: «Сім разів відміряй, а один раз відріж» - кілька разів випробуй попередньо дослід, щоб один раз добре показати його.

е) Демонстраційні досліди повинні відрізнятися короткочасністю, щоб не затягувати уроку.

Органічно зливаючись зі змістом уроку, демонстрації повинні займати увагу учнів на якийсь час, необхідний й достатній для визначеної мети, але ніяк не більше, щоб не відволіктися й не піти убік від теми.

ж) Кожний з демонстрованих дослідів повинен бути змістовним, добре оформленим.

Щоб запам'ятати основні моменти, не можна перевантажувати урок великою кількістю демонстрацій і створювати враження калейдоскопічності.

Під час підготовки і проведення демонстраційного експерименту треба додержуватися правил техніки безпеки.