Методи фізики-науки як методи навчання

Про методи фізики-науки та умови їх успішного застосування.

Чим зумовлена необхідність застосування у навчальному процесі з фізики методів фізики-науки?

Методи фізики-науки, адаптовані, можуть і повинні використовуватися як методи навчання фізики, поряд із загальнодидактичними методами навчання. Необхідність формування у школярів знань про сутність експериментальних та теоретичних методів пізнання визначається, по-перше, їх роллю у фізичних та інших дослідженнях, а по-друге, тим, що узагальнені вміння вести спостереження, планувати та ставити експерименти, аналізувати, висувати гіпотези, формулювати аргументовані висновки тощо. в сучасних умовах необхідно фахівцям різних професій. Людині, яка має ці вміння, буде легше підвищити свій професійний рівень, перекваліфікуватися, а це необхідно, щоб знайти своє місце в житті. Формування цих умінь має починатися ще школі, у процесі навчання школярів методам наукового пізнання, шляхом організації діяльності учнів з самостійного «добування» знань.

Яка роль спостережень у процесі?

Спостереження у процесі є одним із важливих методів пізнання, необхідним елементом формування наукових понять. Вони дозволяють виявляти зовнішні ознаки явищ, предметів; встановлювати взаємозв'язки явищ та властивостей предметів; виявляти загальні риси класу предметів (явлень) та його відмінності.

Організація самостійних спостережень учнів у процесі навчання фізики має три мети:

розвиток у учнів спостережливості, вміння бачити, помічати явища навколишньої дійсності як важливоїпсихічної риси особистості, що значною мірою визначає загальний рівень розвитку особистості;
ознайомлення школярів з особливостями спостереження як методу наукового пізнання та підготовки їх до ведення наукових спостережень;
вивчення властивостей тіл та явищ природи з метою пізнання пізнавальних здібностей учнів.

Яке місце спостережень у навчальному процесі?

Цільове призначення самостійних спостережень, їх обов'язковість для класу визначають їх місце у процесі навчання:

Перед вивченням нового матеріалу (попереднє спостереження) – для підготовки для його засвоєння.
При вивченні нового матеріалу – для усвідомлення, розширення, оволодіння методом наукового дослідження.
Після вивчення матеріалу – для повторення, закріплення, узагальнення, підтвердження отриманих ними висновків.

Яка структура діяльності навчального спостереження?

з'ясування мети спостереження;
визначення об'єкта спостереження;
вибір способу кодування одержуваної під час спостереження інформації;
проведення спостереження за одночасного фіксування результатів;
аналіз результатів спостережень;
формулювання висновків.

Що таке навчальний фізичний експеримент (УФЕ)?

Навчальний фізичний експеримент – це відтворення предмета пізнання з метою засвоєння змісту курсу фізики.

Що може бути предметом пізнання?

Як предмет пізнання в ході експерименту можуть виступати:

явища,
властивості тіл,
залежності між величинами,
закони,
способи вимірювання фізичних величин,
будову та принцип дії приладів,
технічне застосуванняявищ, законів.

Що спільного та різного у наукового та навчального фізичного експерименту?

Зрозуміло, навчальний експериментальний метод дослідження не може повністю збігатися з аналогічним методом у науці, відрізняючись від нього за цілями, складністю, технікою вимірювань та розрахунків тощо. Так наприклад,

якщо науковий експеримент ставиться з метою здобуття нових знань про світ, то навчальний - для вирішення педагогічних завдань;
якщо науковий експеримент покликаний сприяти отриманню об'єктивно нових знань, то навчальний експеримент дозволяє «добувати» суб'єктивно невідомі, і такі «відкриття» сприяють розумовому розвитку учня;
науковий експеримент не обмежений у часі, а навчальний має бути з одного боку короткочасним, а з іншого боку — відповідати за темпом проведення темпу засвоєння відповідного матеріалу; - Науковий експеримент проводиться в наукових, спеціально обладнаних складними дорогими засобами лабораторіях, навчальний - в типових умовах, на типовому обладнанні або за допомогою підручних засобів;
вчений у ході дослідження не знає кінцевого результату, школяр же здобуває знання під керівництвом вчителя, і кінцевий результат наперед визначений.

Але водночас навчальний експеримент повинен зберігати основні риси наукового методу:

виступати як метод пізнання, коли в його ході предмети пізнання відтворюються в контрольованих і керованих умовах, що дозволяють багаторазово відтворювати предмет пізнання, що вивчається;
бути нерозривно пов'язаним із теорією;
містити у своїй структурі основні етапи процесу наукового експериментального дослідження: осмислення та формулювання проблеми; висування гіпотез її вирішення та способів їхперевірки; проведення експерименту; аналіз та інтерпретація його результатів.

Яка роль УФЕ?

Навчальний фізичний експеримент виступає як компонент фізичної освіти, а також як джерело знань, як метод навчання та метод вчення.

Яка класифікація навчального фізичного експерименту?

У шкільній практиці найчастіше зустрічаються такі види навчального експерименту: демонстраційний, лабораторний (фронтальний та практикум), експериментальні завдання, домашній експеримент.

Які основні вимоги до демонстраційного експерименту?

дотримання правил техніки безпеки,
науковість,
достовірність,
переконливість,
видимість,
надійність,
виразність,
короткочасність,
емоційність.

Яка структура діяльності при постановці навчального експерименту?

висувається проблема,
формулюється робоча гіпотеза,
планується експеримент,
збирається експериментальна установка,
виконується експеримент,
робиться теоретичний висновок.

Яка структура діяльності під час вимірювань?

вказівку вимірюваної величини;
вибір об'єкта, що вимірювається;
визначення найбільш відповідного способу виміру (прямого або непрямого);
підбір та встановлення необхідних вимірювальних приладів;
виконання вимірів;
запис результатів;
аналіз результатів та отримання висновків.

Які рівні оволодіння школярами теоретичними методами пізнання?

Розрізняють два рівні:

рівень оволодіння окремими методами,
рівень засвоєння цілісної теорії

Перший має широко використовуватися протягом усього навчання фізиці. Такі методи, як ідеалізація та моделювання, аналогія, уявний експеримент, гіпотеза з різним ступенем застосування мають місце вже в основній школі.

Другий рівень можливий лише у старшій школі. Вивченняцілісної фізичної теорії має відображати логіку наукового пізнання:

виявлення та накопичення експериментальних фактів, що суперечать існуючій теорії;
висування гіпотез, що дозволяють пояснити нові факти;
розробка нової теорії, її ядра;
отримання наслідків;
експериментальна перевірка наслідків.

Вивчення фізичної теорії за такою схемою дозволяє формувати уявлення про експериментальний та теоретичний методи пізнання як про дві пов'язані взаємодоповнюючі сторони єдиного процесу наукового пізнання.

У яких випадках у навчальному процесі застосовуються експериментальні та теоретичні методи навчання?

При виборі експериментальних чи теоретичних методів навчання слід пам'ятати, що у науці обидва методи рівноправні, але у навчанні вони сприяють розвитку різних компонентів процесу мислення. Експериментальні методи застосовують при індуктивному підході до вивчення матеріалу, а теоретичні – при дедуктивному.

Що необхідно для успішного застосування методів навчання?

Знання методів навчання – умова необхідна, але не достатня для їх ефективної реалізації. Щоб домогтися запланованих результатів, необхідно, щоб застосування методів як суперечило об'єктивним закономірностям самого процесу пізнання, а й у згоді із нею.