Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Instytut Fizyki SZKOLNY EKSPERYMENT FIZYCZNY Zespół Technicznej Obsługi Wykładów Opracowanie: Czesław KIZOWSKI Józef TRZESNIOWSKI UNIWERSYTET RZESZOWSKI.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Instytut Fizyki SZKOLNY EKSPERYMENT FIZYCZNY Zespół Technicznej Obsługi Wykładów Opracowanie: Czesław KIZOWSKI Józef TRZESNIOWSKI UNIWERSYTET RZESZOWSKI."— Zapis prezentacji:

1

2 Instytut Fizyki SZKOLNY EKSPERYMENT FIZYCZNY Zespół Technicznej Obsługi Wykładów Opracowanie: Czesław KIZOWSKI Józef TRZESNIOWSKI UNIWERSYTET RZESZOWSKI Uwaga :Sterowanie slajdami - ręczne – lewy klawisz myszy

3 RODZAJE EKSPERYMENTU I JEGO ROLA Fizyka Fizyka przyjmowana jest jako nauka empiryczna. Eksperyment jest podstawą fizyki i jest najważniejszym warunkiem dla właściwego przebiegu nauczania tego przedmiotu. Empiryzm nauk przyrodniczych charakteryzuje się tym, że przyjmuje on za prawdziwe te spostrzeżenia, które opierają się na bezpośrednim doświadczeniu zmysłowym lub uzasadniane są wnioskami opartymi na bezpośrednich obserwacjach. Dla przyrodnika eksperyment powinien być źródłem wiedzy, a zarazem środkiem weryfikacyjnym, stanowiącym kryterium prawidłowości wiadomości zdobytych na drodze logicznej lub intuicyjnej. To odpowiada dwóm stopniom poznania ludzkiego, które przebiega następująco: od żywego spostrzeżenia do abstrakcyjnego myślenia i od abstrakcyjnego myślenia do praktycznej działalności. zasadą poglądowości Wyżej wymienione funkcje eksperymentu w ludzkim poznaniu mają swoje odbicie w eksperymencie szkolnym, który w pierwszej kolejności ściśle wiąże się z fundamentalną zasadą nauczania fizyki tzw. zasadą poglądowości.

4 c.d eksperymentu fizycznego Poznanie fizyki poprzez eksperyment sprzyja formułowaniu i rozwijaniu naukowego światopoglądu, przyczynia się do trwałego i głębokiego przyswojenia wiedzy oraz rozszerzenia zainteresowania uczniów przedmiotem. eksperyment doświadczenie. obserwacja naukowa, pomiar i eksperyment Samego terminu eksperyment używa się zamiennie z terminem doświadczenie. Jednakże w metodologii nauk przyrodniczych ten ostatni termin traktowany jest nieco szerzej. Rozróżnia się bowiem trzy rodzaje pojęć: obserwacja naukowa, pomiar i eksperyment, które w stosunku do siebie pozostają w pewnej hierarchicznej zależności. obserwacja naukowa, Najbardziej elementarnym rodzajem doświadczenia jest obserwacja naukowa, która w zasadzie stanowi podstawę innych rodzajów doświadczeń. Każde doświadczenie winno zawierać obserwację. Ta aby mogła zwać się z kolei naukową musi być powtarzalna i niezależna od obserwatora, a więc intersubiektywna. Daje to możliwość dyskusji nad wynikami obserwacji przez kilku widzów. Jej istotną cechą jest użycie przyrządów wspomagających zmysły obserwatora, np.. Zmysł reagowania na ultradźwięki oraz przede wszystkim celowość. Nie jest możliwe oddzielenie jej od interpretacji, od różnego rodzaju przetwarzania w umyśle ludzkim, analizowania, uogólniania itp.. Już sam proces myślowy jest swego rodzaju opracowaniem zauważonych efektów, jednak powinien zawierać jak najmniej zdań o charakterze interpretacyjnym, a jeśli takowe się pojawią ważne jest by były wyraźnie powiązane z konkretną teorią. Te zastrzeżenia winny obowiązywać uczniów prowadzących obserwacje na lekcjach fizyki.

5 c.d eksperymentu fizycznego pomiar. Nieco wyższą formą doświadczeń fizycznych jest pomiar. Określa się nim przyporządkowanie, danej wielkości fizycznej, pewnej liczbie, zwanej wartością tej wielkości. Takiej operacji dokonuje się zazwyczaj przy pomocy przyrządu pomiarowego, umożliwiającego porównanie wielkości mierzonej z wielkością wzorcową, tego samego rodzaju – będącą jednostką. Ta forma doświadczeń daje możliwość zastosowania w fizyce języka matematycznego, poprzez przedstawienie zależności między zjawiskami fizycznymi w sposób symboliczny, teorii matematycznych (modeli) oraz wnioskowania matematycznego opartego na dedukcji. Notowanie wyników pomiarów wykonuje się w postaci tabel lub wykresów. Ważne by pamiętać, że pomiarów nie można wykonać bez obserwacji. eksperyment fizyczny Trzecią formą obserwacji jest eksperyment fizyczny. Mianem tym określa się konstruowanie lub wyodrębnianie z otaczającej nas przyrody pewnego, pewnego kontrolowanego przez badacza układu fizycznego, wywołanie w nim pewnego zjawiska fizycznego móc obserwować, czasem nawet mierzyć zmianę, jaka nastąpiła w tym układzie. Stąd wynika, że eksperyment zawiera: Planowanie pewnej sytuacji Umiejętność skonstruowania lub wyznaczenia tejże sytuacji Zdolność wywołania zmiany tej sytuacji w układzie Przewidywanie skutków takiego działania Obserwację i pomiar.

6 c.d eksperymentu fizycznego Szeroko pojęty eksperyment, jako sposób poznania obejmuje: 1. Stawianie problemów w postaci pytań typu: od czego zależy dany fakt?, w jakich powstaje warunkach?, jakie są jego następstwa? 2. Formułowanie tzw. hipotez roboczych w postaci myślowo przewidywanych wyników, które są odpowiedziami na postawione pytania. 3. Planowanie eksperymentu, które wiąże się z wyborem metody i środków dydaktycznych, zwykle ma ono formę instrukcji. 4. Przeprowadzenie eksperymentu, które zazwyczaj powinno potwierdzać stawianą hipotezę 5. Opracowanie wyników eksperymentu; wiąże się ono z zestawieniem wyników otrzymanych podczas czynności eksperymentalnych i porównaniu ich z przyjętą hipotezą. Z powyższego wynika, że na eksperyment składają się czynności manipulacyjne – warunek 4, oraz myślowe eksperymentatora – warunki 1,2,3 i 5. Przechodząc do szkolnego, a dokładniej uczniowskiego eksperymentu fizycznego należy zauważyć, że będzie to proces mniej lub bardziej sterowany przez nauczyciela. Efektem takiego eksperymentu ma być samodzielne zdobycie przez uczniów określonej wiedzy. szkolny eksperyment fizyczny Ogólnie pod terminemszkolny eksperyment fizyczny rozumie się: eksperyment pokazowy nauczyciela samodzielne ćwiczenia uczniowskie doświadczenia fizyczne przeprowadzone podczas zajęć pozalekcyjnych, np..na kółku fizycznym

7 c.d eksperymentu fizycznego Zasadniczymi cechami szkolnego eksperymentu fizycznego są: –Uproszczony zestaw przyrządów –Ściśle określony czas przeprowadzania eksperymentu –Nieliczne badania szczegółowe, z których formułuje się uogólnienia –Czasami jakościowy charakter badania (bez pomiaru) –Aktywny udział uczniów w manipulacjach eksperymentalnych, a także w intelektualnym opracowaniu planu eksperymentu i jego wyników –Przeprowadzenie eksperymentu wg zasad i praw psychologii i pedagogiki. Szkolny eksperyment fizyczny w procesie nauczania fizyki spełnia następujące funkcje: Sprzyja dokładnemu poznaniu zjawisk i praw fizycznych Przekonuje o obiektywności tychże zjawisk czy praw Wyrabia umiejętność obserwacji naukowej Aktywizuje umysłowo ucznia Uczy samodzielnie odpowiadać na postawione pytania, na drodze doświadczeń Zapoznaje z metodą badań naukowych Kształtuje umiejętność posługiwania się przyrządami pomiarowymi Uczy budowy i zasady działania przyrządów Sprzyja w zastosowaniu wiedzy w praktycznej działalności Uczy cierpliwości i umiejętności pokonywania trudności Uczy staranności i dokładności w wykonywaniu pomiarów i obliczeń Wyrabia krytyczną ocenę własnej pracy Kształtuje w umiejętnym wyborze najlepszej metody pracy oraz w wyborze odpowiedniej aparatury

8 c.d eksperymentu fizycznego Rozwija nawyki konstrukcyjne i zdolności techniczne Uczy umiejętności notowania spostrzeżeń i wniosków Wyrabia zdolność opracowania wyników, analizy błędów Wdraża do pracy Ze względu na cel, wyróżniamy: szkolny eksperyment wprowadzający szkolny eksperyment poznawczy szkolny eksperyment weryfikacyjny szkolny eksperyment ilustracyjny

9 EKSPERYMENT WPROWADZAJĄCY Ten eksperyment zazwyczaj ma postać pokazu przeprowadzonego przez nauczyciela, ale czasem może przyjmować formę wstępnych ćwiczeń uczniowskich. organizacją sytuacji problemowej eksperymentem wprowadzającym. Przykładami takich wstępnych demonstracji lub ćwiczeń mogą być: przyciąganie ciał obojętnych przez ciało naelektryzowane, zapalenie papieru przez soczewkę oświetloną promieniami słonecznymi itp. Eksperyment wprowadzający ma dla uczniów dużą wartość motywacyjną. Rozbudza zainteresowanie, chęć uzyskania wyjaśnienia danego zjawiska fizycznego, a to z kolei prowadzi do sformułowania problemu i próby rozwiązania go. Dla nauczyciela zaś jest on, swego rodzaju narzędziem do wstępu lekcji, zwanego zwykle organizacją sytuacji problemowej. Stworzoną sytuację problemową, nauczyciel najczęściej przeprowadza z uczniami w formie pogadanki, ale bywa, że jakieś nieznane, a interesujące doświadczenie doskonale może ją zawiązać. I w takim właśnie miejscu nauczyciel posługuje się eksperymentem wprowadzającym.

10 Eksperyment poznawczy pierwotnym źródłem poznania. Rola takiego eksperymentu jest bardziej poznawcza, mniej kształcąca. Stosowany jest on wtedy, gdy uczniowie nie dysponują w wystarczającym stopniu wiedzą teoretyczną do rozwiązania postawionego problemu. Celem takich doświadczeń jest bezpośrednie zapoznanie uczniów z faktami, jest ono wtedy tzw. pierwotnym źródłem poznania. Naczelną rolę pełni tutaj nauczyciel, który projektuje i kieruje przebiegiem doświadczenia, a także czuwa nad obserwacjami uczniów. Ten rodzaj eksperymentu może przysporzyć niemałe trudności, związane z uogólnieniem wyników i wniosków, jeśli powiążemy go z pomiarami. Problem polega na tym, że czas na wykonanie doświadczenia jest ograniczony, a do tego każdy pomiar jest obarczony błędem, który z reguły wynika z niezbyt precyzyjnych przyrządów i najczęściej jeszcze zbyt małych umiejętności uczniów. Prowadzący musi więc, czasem nawet, nazbyt mocno naprowadzać uczniów na sformułowanie uogólnień, przy czym powinien uważać, by nie wywołać u nich poczucia winy, czy nawet zakłopotania z racji nieścisłości i braku pożądanych rezultatów. Eksperymentem poznawczym nauczyciel posługuje się zazwyczaj na początku działów programowych, kiedy jeszcze zasób wiadomości uczniów jest niewystarczający do tego, by na ich podstawie można było formułować wnioski.

11 Eksperyment weryfikacyjny wtórnym źródłem wiedzy kto wymyśli ciekawszy sposób, czy eksperyment, Eksperyment weryfikacyjny stosowany jest wtedy, gdy uczniowie posiadają już dostateczną wiedzę teoretyczną, potrzebną do rozwiązania problemu na drodze samodzielnych operacji myślowych. Spełnia on wtedy rolę weryfikatora poprawności rozumowań, potwierdza niejako wnioski wyprowadzone w toku rozumowań dedukcyjnych, będące na wstępie tylko przypuszczeniami. Doświadczenie takie jest tzw. wtórnym źródłem wiedzy (pierwotnym jest rozumowanie) i dlatego odgrywa ono mniejszą role poznawczą. Daje jednak większe możliwości kształcące i zmusza uczniów do różnorodnych operacji myślowych, począwszy od postawienia problemu, aż do przewidywania rozwiązania, ujętego w postaci hipotez. Uczeń na drodze dedukcyjnych przemyśleń, czasem przez analogię czy może niekiedy własną intuicję, aktywnie stara się rozwiązać zadanie. Swoje wnioski, choć słuszne, usiłuje uzasadnić, a nawet kusi się na potwierdzenie ich innym doświadczeniem. Czasem odbywa się to na zasadzie kto wymyśli ciekawszy sposób, czy eksperyment, zawsze musi czuwać nauczyciel, który sugeruje, doradza metodę, ale wybór ostateczny pozostawia uczniom. Nauczyciel nie może pozostawić uczniów, z wymyślonym schematem doświadczenia. Obsługę pewnych przyrządów uczniowie przeprowadzają pod jego okiem, lecz samodzielnie. Jest to dobry sposób na odkrywanie przez ucznia nowych rozwiązań, planowanie nowych eksperymentów weryfikacyjnych. Tenże eksperyment budzi w uczniach poczucie osobistego zaangażowania i odpowiedzialności za efekty, które nie są dla niego obojętne. Rozbieżności wyników przeprowadzonego eksperymentu, z wnioskami hipotetycznymi wywołują u nich chęć powtórzenia doświadczenia, nawet gdy prowadzący tego nie wymaga.

12 c.d eksperymentu weryfikacyjnego Wynika stąd, że eksperyment weryfikacyjny kształci u uczniów następujące umiejętności: Umiejętność budowania hipotezy w oparciu o pewne przesłanki logiczne, analogię czy intuicję, Umiejętność selekcji czy integracji wiadomości z zakresu techniki eksperymentu do sprawdzania hipotezy, Umiejętność planowania doświadczenia, Umiejętność wykonywania czynności eksperymentalnych, Umiejętność krytycznej oceny własnego badania i rozumowania w przypadku niezgodności wyników doświadczenia z wydedukowanym przypuszczeniem. poznawczy i weryfikacyjny wprowadzający i weryfikacyjny Często zdarza się, eksperymenty: poznawczy i weryfikacyjny występują razem na jednej lekcji. Bywa też i tak, że ten pierwszy zawiera elementy weryfikacji, gdyż uczniowie niezależnie od woli nauczyciela próbują przewidzieć efekty doświadczenia. Nie wykluczone są także takie lekcje, na których występują razem eksperymenty: wprowadzający i weryfikacyjny.Ten układ stawia uczniów przed niełatwym, aczkolwiek ciekawym rozwiązaniem zaistniałej sytuacji problemowej. Lekcja rozpoczynająca się od doświadczenia wprowadzającego powinna wywołać u uczniów zdziwienie, i prowadzić do sformułowania pytań – problemów, na które starają się szukać odpowiedzi i często tworzą własne hipotezy. By te były z kolei sensowne i niesprzeczne z teorią musi nastąpić logiczna weryfikacja. Najczęściej jest ona prowadzona drogą eksperymentu weryfikacyjnego, jako ostatni etap lekcji.

13 c.d eksperymentu weryfikacyjnego By te były z kolei sensowne i niesprzeczne z teorią musi nastąpić logiczna weryfikacja. Najczęściej jest ona prowadzona drogą eksperymentu weryfikacyjnego, jako ostatni etap lekcji. Nie bez znaczenia są też takie układy lekcji, w których treści nauczania są zawarte w eksperymencie wprowadzającym, po którym następuje formułowanie problemów, tworzenie przypuszczalnych odpowiedzi i przeprowadzenie ich logicznej selekcji. Na kolejnych lekcjach uczniowie weryfikują przewidywania w formie eksperymentu weryfikacyjnego występującego w postaci samodzielnych ćwiczeń uczniowskich.

14 Eksperyment ilustracyjny materialnym dowodem pomocami naukowymi Eksperyment ten określany mianem jest materialnym dowodem na prawdziwość wypowiadanych informacji czy przekazywanych sądów, jest więc niejako upoglądowieniem lekcji. W takim eksperymencie wykorzystywane są przyrządy pomocnicze zwane pomocami naukowymi. Nauczyciel ilustruje swój wykład bądź pogadankę specjalnie dobranymi demonstracjami, niejednokrotnie prowadzonymi przez samych uczniów. Jedynym minusem tego rodzaju eksperymentu jest, to że nie wprowadza on w zasadzie nic nowego, a wyłącznie udowadnia lub potwierdza zakomunikowany przez nauczyciela fakt

15 Metodyka eksperymentu w nauczaniu fizyki Sens eksperymentu szkolnego zawiera się w tym, że zapoznaje on uczniów w dostępnej formie z jedną z metod samej nauki fizyki. Oprócz tego dzięki swej wysokiej poglądowości jest najbardziej efektywny pedagogicznie. Wyróżnić można następujące rodzaje fizycznego szkolnego doświadczenia: Planowe doświadczenia nauczycielskie Prace laboratoryjne Ogólne doświadczenia Prace ćwiczeniowe Eksperymentalne zadania Doświadczenia pozaklasowe


Pobierz ppt "Instytut Fizyki SZKOLNY EKSPERYMENT FIZYCZNY Zespół Technicznej Obsługi Wykładów Opracowanie: Czesław KIZOWSKI Józef TRZESNIOWSKI UNIWERSYTET RZESZOWSKI."

Podobne prezentacje


Reklamy Google