Rola eksperymentu fizycznego

Transkrypt

1 Rola eksperymentu fizycznego Słyszałem i zapomniałem, widziałem i zapamiętałem, zrobiłem i zrozumiałam. Konfucjusz Opracowanie: Małgorzata Romanowska doradca metodyczny fizyki

2 Rola eksperymentu fizycznego poprzez doświadczenie po działanie matematyczne do zrozumienia Wszechświata

3 Eksperyment (encyklopedia PWN ) próba, doświadczenie naukowe, podstawowy, oprócz pomiaru naukowego i obserwacji, zabieg badawczy, polegający na celowym wywołaniu określonego zjawiska w warunkach laboratoryjnych oraz zbadaniu jego przebiegu, cech lub zależności.

4 Przygotowanie sprawozdania z wykonanego doświadczenia 1. Temat doświadczenia. 2. Cel eksperymentu. 3. Krótki opis teoretyczny (założenia teoretyczne). 4. Tabela pomiarów. 5. Obliczenia badanych wielkości. 6. Wykresy. 7. Dyskusja niepewności pomiarowych. 8. Uwagi, wnioski, spostrzeżenia.

5 Sześciu mędrców z Hindustanu Raz sześciu mędrców z Hindustanu Chcąc poznać słonia lepiej Udało się obejrzeć go Choć wszyscy byli ślepi By obserwacją naukową umysły swe pokrzepić

6 Badania naukowe

7 i ich wyniki WERSJA 6 NIEZALEŻNYCH BADACZY

8 bok

9 trąba

10 kieł

11 ucho

12 ogon

13 SŁOŃ ZŁOŻONY (czyli przybliżenie)

14 Szkolny eksperyment fizyczny Eksperyment pokazowy nauczyciela Eksperyment pokazowy przy udziale uczniów Ćwiczenia uczniowskie (laboratoryjne) Samodzielne doświadczenia uczniów przeprowadzone w domu lub zajęciach

15 Funkcje eksperymentu w procesie dydaktycznym Uświadomienie celu lekcji (wprowadzenie do tematu lekcji) Opracowanie nowego materiału Uogólnienie nowego materiału Wiązanie teorii z praktyką Kształtowanie nawyków i umiejętności Kontrola i ocena wyników nauczania Praca domowa ucznia

16 Zadania doświadczalne Zadania, których sformułowanie i rozwiązanie są ściśle związane z eksperymentem: z różnego rodzaju pomiarami, wywoływaniem zjawisk, obserwacją procesów i ich wyjaśnianiem, planowaniem czynności w celu wywołania danego zjawiska itp. Ilustruje to w zadaniach najczęściej rysunek

17 Po co rozwiązywać zadania? Rozwiązywanie zadań: sprzyja podwyższaniu aktywności uczniów na lekcji sprzyja rozwojowi logicznego myślenia uczy analizować zjawiska mobilizuje do intensywnego i sprawnego myślenia kształci nawyki aktywnego zdobywania wiedzy i samodzielnego prowadzenia rozumowań sprzyja pogłębianiu wiedzy i jej rozumieniu sprzyja poznawaniu świata i integrowaniu wiedzy o nim poprzez różnorodność zawartych treści sprzyja kształceniu twórczego myślenia przekonuje ucznia, że jego wiedza ma praktyczne znaczenie, jest potrzebna w życiu codziennym

18 Zadania doświadczalne Ilościowe przy ich rozwiązywaniu najpierw dokonuje się niezbędnych pomiarów, a następnie wykorzystując otrzymane dane oblicza się za pomocą odpowiednich formuł matematycznych odpowiednie wielkości fizyczne i formułuje końcowe wnioski Jakościowe nie zawierają danych liczbowych i obliczeń matematycznych

19 Uczeń rozwiązując tego typu zadania a) Przewiduje wystąpienie zjawiska b) Wyjaśnia zjawiska c) Planuje czynności w celu wywołania zjawiska

20 Zadania typu A Zawierają propozycje wykonania określonych czynności przy użyciu konkretnego zestawu pomocy Zadaniem uczniów jest przewidzieć skutki czyli postawić hipotezę Uczniowie stawiają hipotezę w oparciu o analizę posiadanej wiedzy i dopasowanie jej do sytuacji Słuszność hipotezy sprawdzają doświadczalnie lub udowadniają teoretycznie w oparciu o znane prawa Typ rozumowania: wnioskowanie dedukcyjne Problem formułowany jest najczęściej w postaci pytań: - Jakie zjawisko nastąpi? - Jak się zachowa? - Jak zareagują przyrządy pomiarowe, gdy?

21 Przykład zadania doświadczalnego typu A (przewidzieć skutki) Co zaobserwujemy, gdy do metalowego cylindra spoczywającego na wypoziomowanej płycie pokrytej aluminiową folią zbliżymy na niewielką odległość naelektryzowaną laskę ebonitową? Odpowiedź uzasadnij. Co się stanie, gdy zbliżymy naelektryzowaną laskę szklaną?

22 Zadania typu B Zawierają opisy wykonywanych czynności i ich efekty Zadaniem uczniów jest wyjaśnić efekt tych czynności Typ rozumowania: wnioskowanie redukcyjne Uczniowie wyjaśniając efekty doświadczenia analizują w nim zjawiska i przyporządkowują prawa Problem formułowany jest w postaci pytań: - Dlaczego występuje to zjawisko? (Wyjaśnij) - Dlaczego wykonując opisane czynności obserwujemy dane zjawisko? - Dlaczego obserwujemy efekt opisany w zadaniu?

23 Przykład zadania doświadczalnego typu B (wyjaśnij ) Na pionowo ustawionej probówce umieszczono dwa jednakowe pierścieniowe magnesy. Wyjaśnij, dlaczego górny magnes może unosić się w powietrzu?

24 Zadania typu C Zawierają opis czynności wywołanego zjawiska przy użyciu określonych pomocy Zadaniem uczniów jest przewidzieć rodzaj czynności i ich kolejność, aby wywołać dane zjawisko Uczniowie analizują różne sposoby wywołania danego zjawiska, przyporządkowują prawa, które nimi rządzą Typ rozumowania: wnioskowanie indukcyjne Problem formułowany w postaci pytań: - Co należy zrobić, aby np. zaobserwować dany efekt? - Jakie należy wykonać czynności, aby np. wywołać dane zjawisko?

25 Przykład zadania doświadczalnego typu C (zaplanuj czynności ) Jakie należy wykonać czynności, aby sprawdzić, który z metali szybciej przewodzi ciepło? Plan czynności uzasadnij. Masz do dyspozycji: - pręt aluminiowy, stalowy, szklany, miedziany - parafinę - spinacze lub kulki drewniane - palnik gazowy - wodę - stoper

26 Funkcje eksperymentu fizycznego Funkcja motywacyjna W wyniku analizy wyników eksperymentu dochodzi się do nowej, często nieoczekiwanej wiedzy, do sformułowania problemu w postaci pytania, do nowego opisu zjawisk. Formułuje się hipotezę i poszukuje najlepszej drogi jej weryfikacji.

27 Funkcje eksperymentu fizycznego Funkcja odkrywcza Charakteryzuje się zbieraniem danych eksperymentalnych i ich klasyfikacją na podstawie doświadczeń przeprowadzonych przez eksperymentatora. Analizuje się dane oraz podejmuje się pierwsze próby uogólnień, a następnie eksperymentalnie sprawdza słuszność wyprowadzonych uogólnień.

28 Funkcje eksperymentu fizycznego Funkcja sprawdzająca Jest następstwem hipotezy wysnutej w wyniku symulacji przeprowadzonej za pomocą modelu (hipotezy teoretycznej)

29 Cele eksperymentu fizycznego zapamiętywanie faktów i kolejnych etapów postępowania naukowego, zaznajamianie się ze sprzętem laboratoryjnym, spostrzeganie zjawisk właściwych dla realizowanego tematu, dobór narzędzi pomiarowych, wykonywanie prostych operacji laboratoryjnych, analiza wyników eksperymentalnych celem oceny modelu teoretycznego, konstruowanie aparatury laboratoryjnej z gotowych zestawów, samodzielne formułowanie problemu, dobór materiału doświadczalnego, wyjaśnianie zjawiska fizycznego.

30 Zalety eksperymentu fizycznego umożliwia lepiej zrozumieć problem przez działanie szybciej zapamiętuje rozwija myślenie uczniów pobudza do twórczego myślenia rozwija wyobraźnię wzrasta zainteresowanie przedmiotem kształtuje umiejętność wyciągania wniosków rozwija spostrzegawczość uczniów kształtuje w pracy w grupach współdziałanie w zespole kształtuje umiejętność samodzielnego wykonywania doświadczeń rozwija umiejętność analizowania zjawisk kształtuje umiejętność obserwacji i postrzegania zjawisk przyrodniczych w otaczającym świecie

31 Wady eksperymentu fizycznego czasochłonność związana z wykonywaniem doświadczeń brak odpowiedniego i prostego sprzętu przy wykonywaniu eksperymentów, obawa o efekty nauczania

32 Regulamin pracowni fizycznej Do pracowni uczniowie wchodzą w obecności nauczyciela. Każdy uczeń zajmuje swoje stałe, wyznaczone miejsce. Uczeń przebywający w pracowni, utrzymuje w niej wzorową czystość i porządek. Doświadczenia należy przeprowadzać ściśle według opisu podanego przez nauczyciela (np. na karcie pracy). Nie wolno przeprowadzać żadnych ćwiczeń bez zezwolenia nauczyciela. O każdym uszkodzeniu sprzętu lub pomocy naukowych należy powiadomić nauczyciela. Za umyślne uszkodzenie sprzętu pracowni lub pomocy naukowych uczeń zostanie pociągnięty do odpowiedzialności materialnej. Podczas wykonywania ćwiczeń obowiązuje pełne zdyscyplinowanie. Ćwiczenia należy przeprowadzać z zachowaniem środków ostrożności, aby nie narazić na niebezpieczeństwo siebie i innych uczniów. Nieszczęśliwe wypadki (skaleczenia, oparzenia, stłuczenia itp.) należy natychmiast zgłosić nauczycielowi. Po wykonaniu ćwiczeń należy uporządkować swoje stanowisko i złożyć pomoce naukowe. Za sprawdzenie porządku w pracowni na koniec zajęć odpowiedzialni są dyżurni klasy.

33 BIBLIOGRAFIA Backe, H Z fizyką za pan brat, Eksperymenty fizyczne. Państwowe Wydawnictwo Iskry, Warszawa. Badziąg, K. red Metodyka nauczania fizyki w szkole średniej. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa. Bednarek, S Cele wychowawcze nauczania przedmiotów przyrodniczych w PRL i ich ewolucja, Roczniki Nauk Społecznych Towarzystwa Naukowego Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego (XVIII.2) Brown, R. J doświadczeń dla dzieci. Wydawnictwo Prószyński i Spółka, Warszawa. Gulińska H., Eksperyment w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych, Zakład Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UAM, Poznań 2006 Kruszewski K., Nauczanie i uczenie się faktów, pojęć, zasad, PWN, Warszawa 1991 Sawicki, S Metodologiczne podstawy nauczania przyrodoznawstwa. Ossolineum. Wrocław.