Формирование и развитие у школьников умений наблюдать при обучении физике

Наблюдение — длительное, целенаправленное
и планомерное восприятие предметов и
явлений окружающей действительности.

В современной теории познания выделяют
три функции наблюдения:

  1. Обеспечение эмпирической информации,
    необходимой для постановки новых проблем
    и выдвижения гипотез (например,
    наблюдение фотоэффекта);
  2. Проверка гипотез, которые нельзя
    осуществить с помощью эксперимента (например,
    некоторые положения общей теории
    относительности);
  3. Осуществление по средствам наблюдения
    сопоставления результатов, полученных в
    ходе теоретического исследования (например,
    открытие планеты Нептун).

Овладение знаниями в процессе наблюдения
неразрывно связанно с развитием мышления.
Восприятие, мышление и речь учащихся
объединяются при наблюдении в единый
процесс умственной деятельности.

Велико воспитательное значение
наблюдения, в процессе которого
формируются определенные волевые качества
личности: целеустремлённость,
самостоятельность и особенно
наблюдательность.

Наблюдение является не только простейшим
способом познания, но и составной частью
эксперимента, связано с такими методами
познания, как сравнение и измерение.

За время обучения физике учащимся
приходится наблюдать сотни опытов, и во
многих случаях возможным и целесообразным
является организация наблюдения на основе
активной, творческой переработки
наблюдаемого, а затем самостоятельное
получение выводов из опытов. Знания,
полученные учащимися при наблюдении в
процессе самостоятельных работ, являются
наиболее достоверными и надолго остаются в
их памяти.

Главные задачи развития у учащихся
деятельности наблюдения:

  1. Умение выявлять в исследуемом
    явлении существенное и важное и умение отделять
    их от второстепенных деталей, чему должно
    служить правильно организованный анализ
    наблюдаемого;
  2. Объяснять наблюдаемое явление, выявлять
    его природу и сущность. Формирование и
    развитие у учащихся обобщённого умения
    самостоятельно осуществлять наблюдение
    при обучении физике в своей
    педагогической деятельности провожу
    поэтапно, в зависимости от
    психологических особенностей учащихся
    класса. Трудно этапы отнести к какому-
    либо классу или году обучения. Для
    каждого класса заранее определяется,
    какие понятия целесообразно формировать,
    опираясь на демонстрационный
    эксперимент, наблюдения и опыты,
    выполняемые учащимися фронтально под
    руководством учителя и совершенно
    самостоятельно.

Первый этап.

  1. Начинаем с наблюдения за объектами,
    которые демонстрирует учитель.
  2. Учитель четко разъясняет цель
    наблюдения.
  3. Учитель дает указание каким способом
    или в какой форме лучше зафиксировать
    результаты.
  4. Если у учащихся достаточный запас
    теоретических знаний, предварительно
    можно дать задание объяснить увиденное.

Пример.

Тема: «Строение вещества», 7
класс.

- Учитель показывает прибор, изображенный
на рисунке. Уровень жидкости в трубке к
началу наблюдения фиксирован резиновым
кольцом.

- Учитель объясняет устройство прибора,
сообщает, что будет нагревать пробирку с
жидкостью, помещая ее в сосуд с подогретой
водой.

- Учащимся ставится задача пронаблюдать
за уровнем жидкости в трубке, объяснить эти
изменения.

Учащиеся наблюдают за повышением уровня
жидкости в трубке после погружения в сосуд
с нагретой водой.

Учитель задает вопросы:

  1. Как изменился уровень жидкости в трубке?
  2. Почему это произошло?

Наблюдаемое явление учащиеся объясняют
увеличением объема жидкости при нагревании.

Учитель помещает пробирку с холодной
водой и просит объяснить наблюдаемое
явление. Теперь учащиеся видят понижение
уровня жидкости в трубке, объясняя это
уменьшением объема жидкости при охлаждении.

Учащиеся в тетради делают рисунки с
краткими пояснениями.

Учитель повторяет опыт с маслом, спиртом,
керосином.

Учащиеся наблюдают аналогичное явление,
обобщают при помощи учителя серию опытов.
Вывод следует один: все жидкости при
нагревании расширяются (с аномальными
свойствами воды учащиеся знакомятся
позднее).

Второй этап.

При формировании умения наблюдать
знакомлю учащихся с различными способами
кодирования результатов. В одних случаях
это схема установки с конкретными
словесными пояснениями, в других случаях
это зарисовки, изображающие отдельные,
наиболее характерные моменты в развитии
явления или процесса.

Пример

. Тема: «Кипение», 8 класс.

Учащимся с помощью рисунков предлагается
изобразить изменения, происходящие с
пузырьками воздуха, находящимися внутри
жидкости, при нагревании её от комнатной
температуры до температуры кипения.

Рисунок 1. Образуются мелкие пузырьки на
дне и стенках сосуда.

Рисунок 2. Образуются пузырьки внутри
всего объема жидкости.

Рисунок 3. С увеличением температуры объем
пузырьков возрастает и они начинают
подниматься вверх.

Рисунок 4. Когда жидкость недостаточно
прогрета, пузырьки поднимаясь вверх,
уменьшаются в объеме.

Рисунок 5. Когда жидкость прогрета
полностью, пузырьки лопаются на ее
поверхности, а находящийся в них водяной
пар выходит в атмосферу — вода кипит.

По ходу наблюдения ставлю вопросы:

  1. Что это за пузырьки?
  2. Почему они образуются вначале на дне и
    стенках сосуда?
  3. Почему пузырьки поднимаются вверх?
  4. Почему при подъеме вверх объем
    пузырьков сначала уменьшается, а потом
    увеличивается?
  5. До какого момента в процессе нагревания
    происходит повышение температуры?
  6. При какой температуре происходит
    кипение воды?

Это ценная работа для развития
наблюдательности учащихся. Только при
необходимости уловить и зарисовать
отдельные моменты процесса, происходящего
внутри жидкости при её нагревании, учащиеся
получат правильное понятие о сущности
процесса кипения, его основного отличия от
процесса испарения.

Когда наблюдение сопровождается
измерениями, возникает необходимость в
записи их результатов. Показываю наиболее
рациональные способы таких записей при
проведении первых фронтальных наблюдений и
опытов. Учу делать записи краткими, полными,
логичными.

В некоторых случаях результаты
наблюдений могут быть записаны словесно. В
большинстве случаев словесная запись
является дополнением знаковой записи с
помощью чисел, схем, рисунков.

Третий этап.

Предоставляю полную самостоятельность в
выполнении всех операций, из которых
слагается наблюдение в лабораторных
условиях, и способов записи его результатов.

В каждом классе необходима организация
полусамостоятельных работ, в процессе
выполнения которых учащиеся приобретают
знания и умения для самостоятельного
выполнения наблюдений и опытов.

При изучении физики оказывается полезным
использовать домашние наблюдения. Они
позволяют экономить время урока; повышать
познавательную активность, что особенно
важно для слабых учеников; доказывать тезис
«физика вокруг нас»; развивать
самостоятельность, наблюдательность при
получении новых знаний; творчески мыслить и
проводить логический анализ наблюдаемого.

Давая задание, обязательно формулирую
задачу: объясняю, какие действия ученик
должен проделать, на что обратить внимание,
над чем подумать, какой раздел учебника
прочитать. На первом этапе обучения кратко
записываю последовательность действий;
формулирую вопросы, на которые к следующему
уроку надо продумать ответ; обращаю
внимание на соблюдение техники
безопасности при выполнении домашнего
эксперимента.

Рассмотрим примеры домашних наблюдений.

1. Зависимость скорости диффузии в
жидкостях от температуры (7 класс).

На уроке, посвященному изучению движения
молекул, демонстрирую явление диффузии в
газах, ставлю в классе опыт для длительного
наблюдения диффузии в жидкостях (вода и
медный купорос) и даю задание для домашнего
наблюдения.

- Возьмите два одинаковых стакана. В оба
положите по кусочку сахара. В один стакан
налейте горячей воды, а в другой – холодной.
Через соломинку каждую минуту пробуйте
вкус воды. Запишите, на какой минуте после
начала наблюдения вы в первый раз
почувствовали вкус сладкого чая в каждом из
стаканов. При проведении наблюдения
помните, что капелька жидкости, которую вы
всасываете через соломинку, должна быть
очень маленькой. Следите, чтобы соломинка
опускалась в жидкость чуть – чуть. Внимание!
Горячая вода, можно обжечься!

На следующем уроке записываю результаты,
полученные учащимися, на доску в два
столбика. Они могут существенно отличаться,
но практически у всех получается, что
сладкий вкус почувствовали раньше в
горячей воде, чем в холодной. После этого
учащиеся самостоятельно делают вывод о
скорости движения молекул в холодной и
горячей воде.

Дополнительные вопросы:

  • Как по результатам опыта можно
    догадаться, кто взял самую горячую воду? (Это
    повод для дискуссии, ведь важна еще
    высота стаканов, количество сахара, его
    качество и пр.)
  • Почему нельзя было размешивать сахар?
  • Из-за чего мог получиться разброс
    значений результатов у разных учеников?(Здесь
    уместно подчеркнуть разные условия
    проведения опыта
    ).

2. Наблюдение за ростом кристаллов
поваренной соли (8,10 класс).

Приведу инструкцию, которую составил
ученик 10 класса при выращивании кристаллов
поваренной соли.

  1. Развести в теплой воде поваренную соль в
    отношении 2: 1.
  2. Когда раствор остынет, опустить в него
    нить, закрепленную на карандаше, так,
    чтобы она не касалась стенок сосуда.
  3. Через 12 часов вынуть нить из раствора,
    добавить соли, прогреть раствор. В
    остывший раствор опустить вновь нить.
  4. Процедуру повторять через 2-3 дня до тех
    пор, пока кристалл не достигнет нужного
    размера.
  5. Можно изменить цвет кристалла,
    подкрасив стержнем фломастера раствор.

( Полученные образцы использую для
демонстрации кристаллов).

Итак, мы приходим к выводу о важности
развития деятельности наблюдения при
обучении физике: формируется умение
наблюдать, кратко, логично, грамотно
фиксировать результаты наблюдения,
выделять существенные признаки
наблюдаемых понятий, процессов,
самостоятельно планировать эксперимент;
развивается умение творчески мыслить,
проводить логический анализ наблюдаемого,
осуществлять синтез; формируется навык
самостоятельного проведения эксперимента
и исследовательских умений.

Следующий: