Активные методы преподавания физики в профильной школе

Разделы: Физика


Аннотация

В статье рассматриваются активные методы преподавания физики в профильной школе. Учитель делится опытом работы в этом направлении, с учетом особенностей образовательного процесса по БУП 2004.

Активные методы преподавания физики в профильной школе

В структуре профильного обучения предусматриваются два уровня изучения физики. При выборе школьниками курса физики в качестве одного из профильных предметов существует объективная потребность учёта специфики выбранного комплекта профильных предметов.

В нашей школе в соответствии с учебным планом реализуются два профили: физико-математический и универсальный. В составе физико-математического профиля при отборе содержания обучения физике учитываем повышенный уровень математической подготовки школьников и их интерес к проблемам, связанным одновременно с математикой и физикой (например, история открытий закона всемирного тяготения и дифференциального и интегрального исчислений). В составе универсального профиля есть группа учеников, ориентированных на поступление в КГМА. В связи с этим учитываем повышенную потребность учащихся в более глубоком рассмотрении проблем атомно-молекулярного учения, молекулярно-кинетической теории, физики атома, элементов квантовой механики. Таким образом, предмет “Физика” в старших классах характеризуется разной уровневой и профильной дифференциацией. …………………………… Особой проблемой является задача определения содержания курса физики для непрофильного обучения по примерному учебному плану для универсального обучения (у нас также есть такая группы), т.к. в этом курсе при ограниченном учебном времени необходимо учесть весьма различные потребности учащихся, т.к. некоторые из них будут сдавать вступительные экзамены в вузы по физике в форме ЕГЭ.

Среди основных целей общеобразовательной школы особенно важными мы считаем являются две: передача накопленного человечеством опыта в познании мира новым поколениям и оптимальное развитие всех потенциальных способностей каждой личности. Развитие ребёнка очень трудно оценить количественно, но ещё труднее оценить вклад каждого учителя.

Процесс обучения мы ориентируем не столько на передачу суммы знаний, сколько на развитие умений приобретать эти знания. На каждом уроке необходима организация активной познавательной деятельности учащихся с постановкой достаточно трудных проблем. Где же найти такое количество проблем, чтобы успешно решать задачу развития способностей ученика?

Не нужно их искать и искусственно изобретать. Сама природа поставила множество проблем, в процессе решения которых человек, развиваясь, стал Человеком.

Можно выделить следующие задачи обучения физике в школе: формирование современных представлений об окружающем материальном мире; развитие умений наблюдать природные явления, выдвигать гипотезы для их объяснения, строить теоретические модели, планировать и осуществлять физические опыты для проверки следствий физических теорий, анализировать результаты выполненных экспериментов и практически применять в повседневной жизни знания, полученные на уроках физики.

На уроках физики подростки должны узнать о физических процессах, происходящих и в глобальных масштабах (на Земле и околоземном пространстве), и в быту. Основой для формирования в сознании учащихся современной научной картины мира являются знания о физических явлениях и физических законах. В свое работе учителя физики нашей школы используют разноуровневые тесты, а также видео по темам программы: электризация, постоянный ток, тепловые явления, переменный ток, оптика, атомная и ядерная физика. Ребята делают презентации не только к своим курсовым проектам, но по разным темам

Физика как учебный предмет в средней школе открывает исключительные возможности для развития познавательных и творческих способностей учащихся.На уроках создаю проблемные ситуации. При изучении в 10 классе уравнения состояния идеального газа ставлю перед учащимися проблему - найти общую зависимость (формулу), связывающую между собой все три макроскопические величины(р, V, T ), характеризующие состояние идеального газа. Другая проблемная ситуация может быть предложена при изучении внутренней энергии- установить зависимость внутренней энергии U идеального газа от макроскопических параметров, при изучении электрического поля в среде рекомендую поставить перед учениками вопрос или проблему: “Почему встаёт вопрос об электрическом поле в среде? Ведь вещество в целом нейтрально…”

В теме “Диэлектрики в электрическом поле” вновь возникает вопрос: “диэлектрик нейтрален, свободных электронов, перемещающихся под действием электрического поля и обуславливающих перераспределение зарядов, как в металле, в них почти нет. Диэлектрики. казалось бы, не должны “реагировать” на электрическое поле и создавать “собственное поле” и незаряженный диэлектрик создаёт своё электрическое поле.

При подготовке к ЕГЭ стараюсь использовать наиболее понятные задачи приближенные к жизни. Тело свободно падает с высоты, камень брошен вертикально вверх, автомобиль движется по горизонтальной траектории, ускорение движения железнодорожного вагона… практикую на уроках групповые занятия, а так же предлагаю 10-12 задач и прошу учащихся найти более понятную свою задачу показать решение на доске.

В условиях научно-технической революции, как в сфере производства, так и в сфере обслуживания всё больше требуется работников высокой квалификации, способных управлять сложными машинами, автоматами, компьютерами и т.д. Мы считаем актуальным обеспечить учащихся не только основательной общеобразовательной подготовкой, но и сформировать навыки обучения, дающие возможность в короткие сроки овладеть новой профессией или быстро переквалифицироваться при изменении производства. Этому способствует проведение лабораторного практикума в школе и Кем ГУ по темам:

  1. Изучение движения тела по окружности по действием сил упругости и тяжести,
  2. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении,
  3. Измерение жёсткости пружины,
  4. Измерение коэффициента трения скольжения,
  5. Изучение явления электромагнитной индукции,
  6. Сборка действующей модели радиоприёмника,
  7. Наблюдение действия магнитного поля на ток,
  8. Изучение и работа трансформатора,
  9. Исследование зависимости фототока от освещенности,
  10. Изучение электронного осциллографа и его применение к исследованию периодических процессов.

В лабораториях КемГУ работы более сложные на новом современном оборудовании.

Выполнение лабораторных работ физического практикума связано с организацией самостоятельной и творческой деятельности учащихся. Возможный вариант индивидуализации работы в лаборатории – это подбор нестандартных заданий творческого характера, например, постановка новой лабораторной работы. Хотя ученик и выполняет те же самые действия и операции, какие потом выполнят остальные учащиеся, но характер его работы существенно меняется, т.к. всё это он делает первым, а результат неизвестен ни ему, ни учителю. Здесь, по существу, проверяется не физический закон, а способность ученика к постановке и выполнению физического эксперимента. Для достижения успеха необходимо выбрать один из нескольких вариантов опыта с учётом возможностей кабинета физики, подобрать подходящие приборы. Проведя серию необходимых измерений и вычислений, ученик оценивает погрешности измерений и, если они недопустимо велики, находит основные источники ошибок и пробует их устранить.

Кроме элементов творчества в данном случае учащихся подбадривает и интерес учителя к полученным результатам, обсуждение с ним подготовки и хода эксперимента. Очевидна и общественная польза работы. Другим учащимся можно предложить индивидуальные задания исследовательского характера, где они получают возможность открыть новые, неизвестные (по крайней мере для него) закономерности или даже сделать изобретение. Самостоятельное открытие известного в физике закона или “изобретение” способа измерения физической величины является объективным доказательством способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести уверенность в своих силах и способностях.

В процессе исследований и обобщения полученных результатов мои ученики учатся устанавливать функциональную связь и взаимозависимость явлений; моделировать явления, выдвигать гипотезы, экспериментально проверять их и интерпретировать полученные результаты; изучать физические законы и теории, границы их применимости.

Содержание школьного курса физики любого уровня должно быть ориентировано на формирование научного мировоззрения и ознакомление учащихся с методами научного познания окружающего мира.

Я привожу темы курсовых проектов, с которыми мои учащиеся успешно выступали:

  1. Жидкокристаллические технологии .
  2. Эволюция звёзд.
  3. Технологии беспроводной передачи информации на примере технологии Bluetooth .
  4. Спутниковое вещание.
  5. Молекулярные нанотехнологии и перспективы их развития.
  6. Обзор применения интенсивных протонных и ионных пучков для терапии рака
  7. Радуга .
  8. Исследование электрооптического эффекта в кристалле ниобата лития.
  9. Кристаллы их выращивание и применение.

Хочется отметить динамику роста количество участников желающих работать с курсовыми проектами. За 10 лет с 3-5 человек в классе, научной деятельностью стали заниматься все без исключения учащиеся профильных классов и появились желающие работать из общеобразовательных классов.

Многие годы школа сотрудничает в этом направлении с учёными КемГУ: кандидатом физико-математических наук Л.В.Журавлёва, кандидатом физико-математических наук Г.И Зайцев, доцент Г.С.Насекин, а также с кандидатом физико-математических наук, доцентом КГМА В.И.Бухтояровой.

С учащимися проводится большая подготовительная работа. В сентябре ребята определяются с темами курсового проекта учитель рекомендует необходимую литературу. Некоторые учащиеся подбор литературы ведут сами. В октябре каждому выделен день, когда ученик может получить методическую помощь в написании курсового проекта, подготовка к эксперименту. Ноябрь самый важный этап курсового проекта. Проводится эксперимент, оформление всех частей проекта, проверка чернового варианта курсового проекта. В начале декабря учащиеся предоставляют учителю - своему руководителю чистовой вариант проекта. Январь. Мы совместно назначаем время и день слушания курсового проекта перед учащимися своего класса. Каждый выступает в роли выступающего и слушателя. Весь класс решает кого рекомендовать на школьную НПК “Через тернии к звёздам”. Такая конференция будет в 2009 году проводится в 11 раз.

При изучении физики на профильном уровне даем в каждой теме дополнительный материал из истории этой науки или примеры практических приложений изученных законов и явлений. Например, при изучении закона сохранения импульса знакомим ребят с историей развития идеи космических полётов, с этапами освоения космического пространства и современными достижениями. “Через тернии к звёздам”, “Что такое вакуум?”, “Космическая пыль”, “Космический туризм”, “Чёрные дыры” и многие другие. Изучение разделов по оптике и физике атома завершаем знакомством с принципом действия лазера и различными применениями лазерного излучения, голографические явления, организуем экскурсию по данному материалу в КемГУ в лабораторию оптики, рекомендую учащимся, где они кроме экскурсий могут получить дополнительную информацию что такое голография. Учащиеся сами наглядно могут наблюдать явление голографии.

В современном естествознании наряду с процессом дифференциации наук всё большую роль играют процессы интеграции различных ветвей естественнонаучного познания природы. В частности, физика и астрономия оказались неразделимо связанными при решении проблем строения и эволюции Вселенной в целом, происхождения элементарных частиц и атомов. Мы предлагаем уч-ся обратиться в Интернет, сообщаем уч-ся сайт www.nature.web.ru принципы голографии, www.kstu.kz что такое голография, www.scientific. ru новости науки.

Особого внимания заслуживают вопросы энергетики, включая ядерную, а также проблемы безопасности и экологии, связанные с её развитием. При решении задач использую данную тему, а так же региональный компонент.

№1. Какова высота 17-этажной гостиницы в г.Кемерово по пр. Ленина, если при подъёме на крышу тела весом 500кг совершена работа 32000Дж?

№2.Как изменяется полная энергия нескольких свободных покоящихся протонов и нейтронов в результате соединения их в атомное ядро?

№3.Какое максимальное теоретически возможное значение КПД может турбина, в которой используется пар с температурой 6000 С, а отвод тепла осуществляется с помощью речной воды, обеспечивающей холодильнику температуру 270 С?

№4.Каковы основные пути повышения КПД тепловых машин?

№5.Период полураспада элемента уменьшилась в 4 раза за 8 дней. Каков период полураспада этого элемента?

№6.На разрезе “Кедровский” г.Кемерово уголь вывозят машинами-самосвалами, объём кузова у которых 20 м3 . Какую массу угля можно загрузить в кузов машины, если плотность угля известна в таблице плотностей?

Реализация интеграции естественнонаучных знаний обеспечивается: рассмотрением различных уровней организации вещества; показом единства законов природы, применимости физических теорий и законов к различным объектам (от элементарных частиц до галактик); рассмотрением превращений вещества и преобразования энергии во Вселенной; рассмотрением как технических применений физики, так и связанных с этим экологических проблем на Земле и в околоземном пространстве; обсуждением проблемы происхождения Солнечной системы, физических условий на Земле, обеспечивших возможность возникновения и развития жизни.

В нашем регионе особенно актуальна проблема экологического равновесия. В связи с этим большое внимание уделяем экологическому образованию, которое связано с представлениями о загрязнении окружающей среды, его источниках, предельно допустимой концентрации (ПДК) уровня загрязнения, о факторах, определяющих устойчивость окружающей среды, обсуждением влияния физических параметров окружающей среды на здоровье человека. Это особенно значимо для группы хим-биопрофиля в 11-м классе. Личностная педагогика, в соответствии с принципами которой мы осуществляем свою педагогическую деятельность, превращает учебный процесс в профильных классах нашей школы в активную, мотивированную, волевую, эмоционально окрашенную, познавательную деятельность.