КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ФИЗИКИ

CLASSIFICATION OF EXPERIMENTAL PROBLEMS IN THE SCHOOL PHYSICS COURSE

Nikolai Gorbachev

Student, Department of Physical and Mathematical Disciplines and Vocational and Technological Education, P. P. Yershov Ishim Pedagogical Institute (branch) TSU,

Russia, Ishim

Elena Ermakova

Scientific supervisor, Candidate of Pedagogical Sciences, Dean of the Department of Physical and Mathematical Disciplines and Vocational and Technological Education, P. P. Yershov Ishim Pedagogical Institute (branch) TSU,

Russia, Ishim

АННОТАЦИЯ

Экспериментальные задачи в школьном курсе физики занимают особое место, поскольку они усиливают потребность учащихся в изучении данной дисциплины и активизируют внимание. Для более успешного внедрения данных задач в учебный процесс, необходимо более подробно ознакомиться с их видами и классификациями.

ABSTRACT

Experimental tasks in the school physics course occupy a special place, because they strengthen the students ' need to study this discipline and activate attention. For a more successful implementation of these tasks in the educational process, it is necessary to get acquainted in more detail with their types and classifications.

Ключевые слова: экспериментальные задачи, школьный курс физики, классификация экспериментальных задач.

Keywords: experimental problems, school physics course, classification of experimental problems.

Законы физики основаны на эмпирических фактах, но с течением времени в их формулировках появляются разногласия в ходе исторического развития физики. Факты раньше состояли только из наблюдений, но в наше время этого недостаточно для их утверждения. Подтверждая факты принято проводить эксперименты, благодаря которым возможно получить достоверные характеристики и подтверждение того или иного факта.

Это может означать только одно – при отсутствии физического эксперимента нет возможности рационально обучать детей физике. Эксперимент в физике необходим, для того чтобы уроки физики не сводились к механическому обучению и формализму, что может проявиться только при словесном преподавании данного предмета. Учитель физики должен проводить уроки так, чтобы ученик собственными руками мог провести опыт, самостоятельно определить результаты и проанализировать их[1, с. 23].

Экспериментальные задачи можно подразделить на два типа, а именно качественный и количественный.

В процессе решения качественных задач отсутствуют так называемые числовые данные, такие задачи решаются путём рассмотрения явления, происходящего во время опыта, или же при помощи воссоздания природного процесса благодаря различным устройствам. Качественные экспериментальные задачи обычно фокусируются на определённом физическом объекте, веществе, приборе, также, как уже было сказано выше, такие задачи не решаются при помощи числовых данных. К числу данного вида задач можно отнести задачи-вопросы, которые часто приводятся в конце учебника по физике. Сразу после подготовки оборудования к уроку, можно узнать у учащихся, что, по их мнению, случится в конце предстоящего опыта или попросить их продемонстрировать предполагаемый результат, после чего необходимо натолкнуть учащихся на алгоритм достижения данного результата.

Приведём несколько примеров качественных экспериментальных задач.

Пример: Вам необходимо взять сырой картофель и разрезать на максимально равные половины, после этого в центр разреза поместите кусок марганцовки и соедините данные половинки. Через некоторое время снова разделить их. Назовите явление, которое вы наблюдаете и объясните его.

Пример: Пробирка содержит расплавленный парафин, скажите, как вы думаете, какую форму примет наблюдаемая поверхность, после затвердевания парафина? Объясните ваш ответ. Проверьте ваше предположение при помощи соответствующего опыта [7, с.23].

Решение количественных экспериментальных задач основывается на измерениях в процессе соответствующих опытов, и использовании полученных данных в последующих математических расчётах. Начинать решение подобных задач необходимо с планирования хода эксперимента, в результате которого должны быть выявлены числовые данные, благодаря которым можно решить поставленную задачу.

Приведём несколько примеров количественных экспериментальных задач.

Пример: При помощи батареи, амперметра, вольтметра, микрометра и линейки вам необходимо определить удельное сопротивление данного провода, после чего определите его материал, используя таблицу удельного сопротивления.

Пример: На кусок металла при погружении в воду действует архимедова сила, найдите её, используя стакан воды, после чего подтвердите полученный ответ опытом работы с динамометром. 

Говоря о классификации экспериментальных задач, стоит отметить, что по месту проведения опыта и степени его важности в решении И.Г. Антипин предлагает разделять рассматриваемый вид задач на следующие типы:

1. Решение данных задач происходит путём измерения конкретных физических величин, через таблицы или с помощью соответствующего эксперимента.
2. Суть данных заданий заключается в установлении учащимися зависимостей между теми или иными величинами и явлениями.
3. Такие задачи характеризуются необходимостью предположения учащимися результата описанного ранее опыта.
4. Данный тип заданий заключается в том, что учащимся необходимо самостоятельно продемонстрировать то или иное физическое явление при помощи конкретных приборов и оборудования, в соответствии с условиями поставленной задачи. 
5. Решение данных задач состоит из двух этапов: сначала необходимо определить физическую величину, при помощи соответствующих вычислений, после чего следует подтверждение полученного ответа опытом, причём первый этап помогает правильно выбрать нужное оборудование и приборы, без которых данный проверочный эксперимент невозможен.  
6. Задачи с производственным содержанием, в которых решаются конкретные практические задачи [1, с.96].

Автор данной классификации И.Г. Антипин утверждает, что представленное им разделение задач имеет условное значение, поскольку между ними отсутствуют чёткие разграничения, так как элементы нескольких типов данных задач можно успешно комбинировать на практике при составлении заданий.

Также существует разделение рассматриваемого вида задач по приборам и оборудованию, используемым в ходе решения соответствующих заданий:

1. В основе данного типа экспериментальных задач заключается определение тех или иных параметров человека (скорость ходьбы, длина размаха руки и так далее).
2. Суть данных задач характеризуется применением таких бытовых измерительных приборов, как рулетка, шприц и так далее.
3. Данные задачи позволяют учащимся видеть в привычных для них предметах домашнего обихода разнообразные физические аспекты, например, в соли, в картофеле и так далее. 
4. В следующем типе задач активно используются разнообразные транспортные средства, а в частности такие их компоненты, например, как двигатель.
5. В основе данных заданий лежит применение спортивного инвентаря, например, мяч.

В конечном итоге, экспериментальные задачи не представляют собой определённую  систему знаний, поскольку многие из них направлены на приобретения навыков обработки, измерения и фиксации физических формул в памяти учащихся.

Список литературы:

1. Антипин И.Г. Экспериментальные задачи по физике в 6 — 7 классах: Пособие для учителей// М.: Просвещение, 1974. с .127.
2. Бубликов C.B. Методологические основы вариативного построения содержания обучения физике в средней школе: Диссертация.// СПб, 2000. с.407.
3. Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе: Теоретические основы: Учебное пособие // М.: Просвещение, 1981. с. 288.
4. Быков A.A. Формирование обобщенных экспериментальных умений учащихся на уроках физики: Диссертация.// СПб, 1989. с. 184.
5. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе: Книга для учителя. - 3-е издание.// М.: Просвещение, 1987.   с. 336.
6. Капица П.Л. Физические задачи // Эксперимент. Теория. Практика: Статьи и выступления.// М.: Наука, 1987. С.232-238.
7. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку.// М.: Наука, 1979. с. 128.