Применение дифференцированного подхода при выполнении работ физического практикума

Профильная дифференциация в виде создания физико-математических классов всей проблемы не снимает. Особенно в небольших школах, где не так много учеников и профильный класс попадают дети все-таки с разным уровнем подготовки. Поэтому единственный способ обеспечить выполнение программы, в частности физического практикума, на должном уровне – это внутренняя дифференциация.

Основным критерием для дифференциации в нашей работе служила успешность в изучении физики. Группы, которые формировались, не были постоянными по составу. В основном учитывались пожелания учеников, но учитель корректировал их состав, чтобы исключить откровенное безделье некоторых детей.

В зависимости от цели проведения практической работы и требований к формированию практических умений у учащихся при их выполнении все работы можно классифицировать по следующим видам учебной деятельности:

1.      Наблюдение и изучение физических явлений.

2.      Знакомство с устройством и действием различных приборов, установок, а так же с приемами обращения с ними;

3.      Измерение физических величин

4.      Выявление или проверка количественных соотношений между физическими величинами;

5.      Определение физических постоянных и знакомство с различными способами их определения.

Уровень подготовки учащихся разный, причем физику на высоком уровне знают в старших классах единицы. Поэтому, получая задания высокого уровня сложности, ученики в основном сразу теряются и не выполняют работу совсем. Чтобы сделать выполнение работ практикума по силам всем ученикам, даже с низким уровнем знаний, мы предлагаем следующий подход к критериям выбора работ практикума.

В одном цикле (соответствующем определенной теме) могут быть представлены работы, реализующие разные цели.

Основное назначение работ физического практикума – контроль знаний учащихся. Но в процессе их выполнения продолжают формироваться умения и навыки, которые не были в должной мере сформированы ранее. Работы в одном цикле выполняются в последовательности от простой к более сложной.

1. Критерии выбора работ для проведения физического практикума.

1.      Целесообразность проведения.

Работа должна иллюстрировать общие закономерности протекания явления данной группы. Общие закономерности изучаемого явления можно было установить уже из наблюдений, а расчет лишь подтверждал правильность выводов.

2.      Соответствие целям проведения практических работ (см. выше).

3.      Наличие в школе необходимого оборудования в должном количестве.

4.      Уровень подготовленности учащихся.

5.      Логическая последовательность в пределах цикла.

Практических работы каждого цикла можно разбить на четыре группы:

I.                   Качественные работы.

Они наиболее простые. При их проведении ученики наблюдают и анализируют физическое явление, делают выводы.

Согласно предложенным в данной работе критериям оценивания практических работ за выполненную работу этого уровня можно получить не более шести баллов. Поэтому группе «сильных» учеников это задание не предлагается или они выполнят его как часть более сложной работы.

II.                Работы на определение физической величины или на определение зависимостей между величинами и построение графиков.

Они могут быть разного уровня сложности, без расчета погрешностей измерений или с расчетом погрешностей. Вычисляется относительная и абсолютная погрешность измерений, результат записывается в стандартном виде А=А(изм) ± ΔА, εа = ... %.

Большинство работ практикума в каждом классе относится ко второй группе.

III.             Работы по проверке количественных соотношений между физическими величинами.

Они наиболее сложные. Эти работы требуют обязательного расчета относительных и абсолютных погрешностей и сравнения величин методом интервалов. Такие работы предлагаются только сильным ученикам.

Правила определения абсолютных и относительных погрешностей измерений физических величин в рекомендованных учебниках 8-10 классах не приведены. Поэтому учителю необходимо подготовить и размножить памятку для учащихся «Обработка результатов измерений и вычислений при проведении лабораторных работ» (Приложение № 1). Конкретные формулы для расчета абсолютной и относительной погрешности приводятся в инструкциях по проведению работ.

IV.             Творческие работы.

Ученикам сообщается только проблемная ситуация или тема практической работы. Ученики выполняют их по самостоятельно разработанному плану, без инструкции, самостоятельно. Тему может предлагать и сам ученик.

Рассмотрим возможные практические работы.

Авторские разработки вариантов проведения практических работ, апробированные в течении шести лет, представлены в приложениях. Остальные рекомендованные работы можно найти в следующей литературе:

1.     Практикум по физике в средней школе. Дидакт. материал. Под ред. А,А,Покровского. М., «Просвешение», 1977. – 192с.

2.     Практикум по физике в средней школе: Дидакт. Материал: Пособие для учителя/Л.И Анциферов, В.А. Буров, Ю.И.Дик и др.; Под ред. В.А.Бурова, Ю.И.Дика. - М., «Просвешение», 1987. – 191с.

3.     Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебн. Для 10 кл. средн.шк.; - К.: Рад.шк., 1990. – 256.

4.     Преподавание физики в 6-7 классах средней школы: Пособие для учителя/ А.В.Перышкин, Н.А.Родина, Х.Д.Рошовская, - М.: Просвещение, 1985. – 256с.

5.     Демонстрационные опыты по физике в VI – VIII классах средней школы. Под ред .А.А.Покровского. М., «Просвещение», 1970.

6.     Газета «Физика», № 2 за 2003г. Издательство «Шкільний світ»

Тема: Тепловые явления

I.                   1.Наблюдение за процессом теплопередачи. (Приложение № 2)

2. Наблюдение за процессом плавления парафина и определение температуры его плавления.

3. Наблюдение броуновского движения в жидкости.

II.                1.Определение теплоемкости твердого тела (Приложение № 3)

2. Определение удельной теплоты плавления льда.

III.             Проверка уравнения теплового баланса.

IV.             Наблюдение за нагреванием и кипением воды с построением графика температуры.

Тема: Электростатика.

I.                   Изучение конденсатора. (Приложение № 4)

II.                Определение электроемкости конденсатора.

III.             Изучение последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

IV.            Исследование делимости электрического заряда.

Тема: Электрический ток в различных средах.

I.                   1.Изучение зависимости силы тока через проводник от температуры.

2. Изучение односторонней проводимости полупроводникового диода.

3. Изучение транзистора.

II.                1. Определение температурного коэффициента сопротивления вольфрама. (Приложение № 5)

2.Определение температурного коэффициента сопротивления меди.

Тема: Законы постоянного тока.

I.           Изучение зависимость силы тока от сопротивления.

II.        1. Определение ЭДС и КПД источника тока.

2.Определение удельного сопротивления проводника.

3. Расширение пределов измерения амперметра.

4. Расширение пределов измерения вольтметра.

III.     1.Изучение последовательного соединения проводников. 2. Изучение параллельного соединения проводников.

3. Измерение КПД установки с электрическим нагревателем. (Приложение № 6)

Тема: Магнитные явления.

I.           1. Наблюдение спектров магнитного поля постоянного магнита.

2. Изучение электромагнита.

3. Наблюдение взаимодействия проводника с током и магнита.

II.        1. Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита.

2. Проведение практикума

Организация и проведение физического практикума.

На первом уроке практикума необходимо:

1.    Провести инструктаж по технике безопасности (повторный).

2.    Провести вступительную беседу, в которой объяснить учащимся специфику и особенности физического практикума.

3.    Познакомить учащихся со списком предлагаемых работ и критериями их оценивания.

4.    Сформировать группы для проведения практических работ.

5.    Назначить консультантов (помощников) из числа учеников.

6.    Повторить понятия абсолютной и относительной погрешности и правил их определения на примере определения очень простой величины (например, площади парты). Ознакомить с памяткой для учащихся «Обработка результатов измерений и вычислений при проведении лабораторных работ».

До проведения практикума целесообразно подготовить консультантов (1-2 чел) из числа наиболее подготовленных учеников. Так как учитель при одновременном выполнении множества работ очень загружен, консультанты выполняют некоторые его функции, помогают одноклассникам выполнять работы. Они так же, при необходимости, выполняют роль лаборантов. Как показывает опыт, через несколько уроков консультанты прекрасно ориентируются в оборудовании и материале работ. Консультанты могут меняться на протяжении практикума, новых можно назначать из числа учеников, которые закончили выполнение работ цикла по одной теме и усвоили материал в полном объеме.

На втором уроке начинается выполнение собственно практических работ. Работы группе учеником предлагаются учителем, исходя из степени их подготовленности. В основном это должны быть работы первого типа, и только для групп, в которые вошли в основном хорошо подготовленные ученики – второго.

Ко второму уроку практикума на партах в кабинете физики уже должно быть расположено оборудование для проведения работ. Комплекты оборудования жестко закрепляются за определенным местом в кабинете, оборудование для выполнения работ одного цикла сгруппировано. По мере выполнения работ одного цикла ученики переходят на другое место, приступая к выполнению работ по другой теме.

Целесообразно по ходу выполнения работ оборудование частично менять и предлагать другие работы.

Последовательность выполнения работ определяется учителем (критерий - наличие оборудования и подготовленность учеников). Работы выполняются по циклам, сложность предлагаемых работ зависит от их успешности. Для одних учеников это могу быть только работы первого типа, а для других – второго и третьего.

Проверка и оценивание практических работ.

Осуществление контроля за ходом выполнения практических работ практикума, их проверка и оценка представляет известную трудность для учителя. В разных случаях можно использовать следующие приемы:

А) наблюдение за ходом выполнения работ;

Б) индивидуальные беседы в ходе выполнения работ;

В) устный зачет по группе работ;

Г) зачетное практическое занятие.

Наиболее оптимальной нам представляется следующая система контроля и оценивания.

Учитель отслеживает степень самостоятельности, сформированность навыков владения оборудованием, соблюдение техники безопасности, уровень общей культуры труда учащихся и фиксирует свои наблюдения. После выполнения данной группой работ цикла группа сдает устный зачет по теме цикла, и все работы цикла одновременно оцениваются в соответствии с критериями оценивания.

При оценке работ учитывается умение составлять план выполнения работы, подготовить лабораторную установку к проведению эксперимента, умение пользоваться лабораторным оборудованием, измерительными приборами, необходимыми для данного эксперимента. А так же умение применять теоретические знания на практике (при снятии показаний с измерительных приборов, расчетах и выводах по результатам эксперимента). Особенно следует обратить внимание на умение выбирать рациональные (или другие) способы выполнения практической работы.

В методической литературе приведены критерии оценивания знаний и умений учащихся.

На основе утвержденных МО Украины критериев оценивания практических и лабораторных работ, приведенных выше, были разработаны критерии выставления оценок (по баллам) за практические работы. Четко сформулированные критерии позволяют более объективно выставлять оценки.

У учеников, претендующих на оценку 12 баллов, принимать отчет по работе следует устно. Это позволяет более объективно оценить знания и умения ученика, а так же исключить возможность различного рода описок и технических ошибок, которые могут произойти. Устный зачет выполняет и обучающую функцию – ученик учится формулировать свой мысли ясно, сжато и грамотно, при необходимости отстаивать свою точку зрения. При правильном построении беседы учителем у ученика появляется ощущение своей значимости, восприятия себя как умного человека, переживание своей успешности.

3. Основные проблемы, возникающие при проведении практикума

1.                 В учебнике 10-го класса не изложен материал повторения за курсы предыдущих классов. Некоторые темы учениками забылись, и необходимо перед работой провести их повторение. Для организации повторения кратко изложенный теоретический материал помещается в инструкцию по проведению практической работы.

2.                 Правила определения абсолютных и относительных погрешностей измерений физических величин в рекомендованном учебнике Гончаренко не приведены и в процессе предыдущей работы редко вспоминаются.

Для оптимизации расчета погрешностей учителю необходимо подготовить и размножить памятку для учащихся «Об обработке результатов при проведении лабораторных работ» (Приложение № 1). Конкретные формулы для расчета абсолютной и относительной погрешности необходимо приводить в инструкциях по проведению работ.

3.                 Ученики очень плохо умеют определять цену деления измерительного прибора.

На выработку умения определять цену деления направлена вторая лабораторная работа в седьмом классе. Но опыт показывает, что ученики в основном полностью забывают алгоритм определения цены деления прибора уже к восьмому классу, и при проведении практических работ с использованием термометров (8 класс), амперметров и вольтметров (9 класс) испытывают значительные трудности. Это происходит и потому, что при выполнении фронтальных лабораторных работ в классе используются в основном измерительные приборы, в которых цена деления равна 1 или 0,1 единице. Такую цену деления ученики определяют «автоматически», на задумываясь и не отслеживая ход своих рассуждений. Для формирования устойчивого умения определять цену деления рекомендуем, начиная с седьмого класса, использовать раздаточный материал, в котором задача представлена в виде рисунка. Так как на рисунке могут быть представлены приборы с различными шкалами, ученики отрабатывают умение находить цену деления. Алгоритм определения цены деления измерительного прибора приведен в учебнике 7 класса. Но опыт преподавания показывает, что обращаться к нему необходимо на протяжении изучения всего курса физики. Поэтому имеет смысл оформить стенд в кабинете физики или раздаточный материал. (Приложение № 7), который раздается на каждую парту при проведении практических работ.

4.                 При выполнении работ практикума задействуется много оборудования. Есть значительные сложности с его раздачей и уборкой.

Наиболее эффективный способ решения данной проблемы – решить вопрос временным расписанием, составленным так, чтобы в кабинете подряд занимались классы одной параллели. Если есть в школе два кабинета физики, в одном выполняется практикум по механике, а в другом – остальным курсам.

Если не получается составить расписание удобным образом, необходимо подготовить лаборантов из числа учеников. Они заранее знакомятся с оборудованием, местом его расположения и впоследствии сами расставляют и убирают оборудование для своего класса.

5.                 После выполнения классом в целом некоторого количества работ некоторые ученики начинают списывать ранее выполненные другими работы и выдавать их за свои.

Для предотвращения этого предлагается два способа:

а) со временем заменять оборудование и материалы для проведения работ на аналогичные другие, что сразу изменит возможные результаты;

б) изымать выполненные работы и предлагать другие того же типа.

6.                 В современных школах, комплектация которых проводилась 20 и более лет назад, многое оборудование для проведения практических работ износилось и вышло из строя. Даже при наличии финансовых возможностей заменить его нечем, так как заводы, выпускающие это оборудование, давно не существуют.

Для того, чтобы с наличным минимумом провести практикум, необходимо выбирать те работы, которые:

а) оборудование для которых есть;

б) оборудованием для которого могут служить предметы быта.

7.                 Из за несовершенства школьного оборудования и отсутствия материалов должного качества результаты некоторых работ далеки от реальности. Например, при проведении работы по определению поверхностного натяжения воды методом отрыва капель не всегда есть дистиллированная вода и не происходит полного смачивания стекла капилляра. Поэтому значение поверхностного натяжения сильно не совпадает с табличным, что вызывает недоумение учеников.

Предлагается два способа решения данной проблемы.

a.                  Учитель должен заранее самостоятельно провести эксперимент, основываясь на табличных данных, и рассчитать, какими должны быть параметры экспериментальной установки, чтобы результат совпадал с табличным. Потом, при выполнения работы учениками, им сообщаются «откорректированные» значения.

b.                Как творческое задание, предложить ученику объяснить расхождения найденных результатов с табличными данными, а так же найти способ получить более точный результат.

Заключение

В настоящее время учить детей сложно, и никто с этим не спорит. Причин указывается много: дети не хотят учиться, родители не контролируют и не понимают нужности и важности хорошей успеваемости, материально – техническая база школ изношена и организовать процесс обучения на должном уровне нечем, учебные программы морально устарели, не соответствуют потребностям современности, … Все эти причины действительно есть, но эти дети, эти родители и эти программы – реальность сегодняшнего дня. Мы будем делать все, что в наших силах, для лучшего будущего, но работаем в настоящем.

Учитывать наклонности, способности и интересы ученика при его обучении – идея не новая и многократно по разному решаемая. Как, наверное, любой учитель, я столкнулся с тем, что «разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории». Как определить, где та золотая середина между программными требованиями и интересами ученика? И как учить ребенка, который живо интересуется ответами на вопросы «как» и «почему» и совершенно «вянет» при попытке что-то рассчитать? Ведь даже профильная дифференциация не избавляет детей от расчетов – классы с филологическим уклоном тоже выполняют физический практикум.

Предложенная Вашему вниманию работа обобщает опыт 10 лет преподавания сначала в обычных, а потом в профильных классах и проффесиональном лицее. Она далека от завершения, особенно в условиях меняющейся программы. В ближайших планах – разработка работ, для выполнения которых ученики будут активно использовать межпредметные связи в рамках естественного цикла, а так же активное использование виртуальных моделей.

Нужно отметить, что успешному применению дифференциального подхода очень мешает практика, при которой учитель меняется. Особенно когда приходится работать в классе только последний год. За небольшое время просто не успеваешь узнать детей, их сильные и слабые стороны, и поэтому есть опасность формального разбиения на группы. А ведь не всегда оценка – это критерий успешности в овладении предметом. Мне часто приходилось наблюдать, как именно при выполнении практических работ дети «раскрывались», как даже до этого демонстрирующие безразличие к работе дети увлеченно работали над тем, что им понятно и по силам. Миф о том, что «современным детям ничего не нужно» очень устоялся. Учителю очень важно за формулами, расчетами, доказательствами и теориями не забывать о том, что для детей главное в учении – ощущать себя успешным. И строить свою работу так, чтобы у учеников была эта возможность. «Дорогу осилит идущий».

Литература

1.                 Бутузов И.Т. Дифференцированное обучение – важное дидактическое средство эффективного обучения школьников. М., 1968.

2.                 Кирсанов А.А. Индивидуализация учебной деятельности как педагогическая проблема. Казань, 1982.

3.                 Контроль знаний учащихся по физике / В.Г.Разумовский, Р.Ф.Кривошапова, Н.А.Родина и др.; Под ред. В.Г.Разумовского, Р.Ф. Кривошаповой. – М.: Просвещение, 1982. – 208с.

4.                 Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы: Пособие для учителя / А.В.Усова, В.П Орехов, С.Е.Каменецкий и др..; Под ред. А.В.Усовой. – М. : Просвещение, 1990. – 319с.

5.                 Монахов В.М., Орлов В.А., Фирсов В.В. Проблема дифференциации

обучения в средней школе. -- М., 1990.

6.                 Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебн. Для 10 кл. средн.шк.; - К.: Рад.шк., 1990. – 256.

7.                 Перевозный А.В. Дифференциация школьного образования: история и современность. -- Мн., 1996. 13. Перевозный А.В. Педагогические основы дифференциации современного образования. - Мн., Академия последипломного образования, 1998.

8.                 Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.: Наука, 1991. – 496с.

9.                 Практикум по физике в средней школе. Дидакт. материал. Под ред. А.А.Покровского. М., Просвешение, 1977. – 192с.

10.             Преподавание физики в 6-7 классах средней школы: Пособие для учителя/ А.В.Перышкин, Н.А.Родина, Х.Д.Рошовская, - М.: Просвещение, 1985. – 256с.

11.             Професійна освіта. Словник: Навчальній посібник. Уклад. С.У Гончаренко та інш.; К.: Вища школа, 2000.- 380с.

12.             Унт И.Э. Индивидуализация и дифференциация обучения. М., 1990.

13.             Шарко В.Д. Сучасний урок фізики: технологічний аспект / Посібник для вчителів і студентів. – К., 2005. – 220с.

Размещено на

Страницы: 1, 2, 3