AWANS INFORMACJE Dla nauczyciela Dla ucznia LOGOWANIE


Katalog

Jacek Bienias
Fizyka, Artykuły

Rola eksperymentu w nauczaniu fizyki

- n +

Eksperyment w nauczaniu fizyki.

Definicja i rola eksperymentu.
Podstawą fizyki jako nauki empirycznej oraz jednym z najważniejszych warunków właściwego przebiegu procesu nauczania tego przedmiotu jest eksperyment.

Fizyk posługuje się eksperymentem jako:

a) źródłem wiedzy,
b) środkiem weryfikacji hipotez.
Obydwie te funkcje mają odbicie w eksperymencie szkolnym. W obszernej literaturze fizycznej i dydaktycznej terminu "eksperyment" używa się wymiennie z terminem "doświadczenie". Z punktu widzenia metodologicznego "doświadczenie" jest jednak szerszym pojęciem, w skład którego wchodzą:
a) obserwacja naukowa,
b) pomiar,
c) eksperyment.

Eksperymentem fizycznym nazywamy skonstruowanie lub przynajmniej wyodrębnienie z przyrody pewnego kontrolowanego przez badacza układu fizycznego,
a następnie wywołanie w nim pewnej sytuacji fizycznej żeby obserwować i mierzyć zmianę tego układu fizycznego [1].
Tak więc eksperyment zawiera w sobie planowanie sytuacji fizycznej, umiejętności wywołania tej sytuacji, przewidywanie skutków własnego działania, obserwację i pomiar.

Szeroko pojęty eksperyment składa się z:

a) stawiania pytań - problemów (np. "Od czego to zależy?"; "W jakich warunkach powstaje?" itp.),
b) formułowania hipotez roboczych myślowego przewidywania wyników w formie odpowiedzi opartych na wnioskach dedukcyjnych lub na intuicji,
c) planowania eksperymentu czyli wyboru metody i środków,
d) przeprowadzenia eksperymentu,
e) opracowania wyników eksperymentu (polega ono na zestawieniu wyników
i porównaniu ich z hipotezą a także ocena eksperymentu) [l].

Szkolny eksperyment fizyczny jest to odmiana eksperymentu naukowego. Polega na tym, że nauczyciel kieruje odkrywaniem przez uczniów na drodze empirycznej nieznanych dla nich zjawisk fizycznych i zależności między nimi lub na weryfikowaniu wniosków ustalonych przez uczniów w oparciu o teorię.
Poznawanie fizyki za pomocą eksperymentu przyczynia się do trwalszego przyswojenia wiedzy oraz rozbudza zainteresowanie tym przedmiotem. Każdy proces nauczania powinien zacząć się od bezpośredniego kontaktu uczniów z rzeczywistością, którzy następnie usiłują rozwiązać dany problem, opanowują dane treści i mogą przejść do sprawdzenia swoich wiadomości w praktyce.

Szkolny eksperyment fizyczny występuje jako:

a) eksperyment pokazowy nauczyciela,
b) samodzielne ćwiczenia uczniowskie (ćwiczenia laboratoryjne),
c) doświadczenia przeprowadzane w czasie zajęć pozalekcyjnych.
Główne cechy szkolnego eksperymentu fizycznego to:
a) uproszczony zestaw przyrządów,
b) ściśle określony czas wykonania eksperymentu,
c) mała ilość badań, na podstawie których formułuje się uogólnienia,
d) często tylko jakościowe badania,
e) podporządkowanie przebiegu eksperymentu zasadom i prawom psychologii
i pedagogiki dotyczących zdobywania wiadomości i kształtowania umiejętności oraz osobowości uczniów,
f) aktywny udział wszystkich uczniów w eksperymencie - jego planowaniu, przebiegu, opracowaniu wyników.
Szkolny eksperyment fizyczny spełnia następujące zadania:
- sprzyja gruntownemu poznaniu zjawisk i praw fizycznych,
- przekonuje o obiektywności zjawisk i praw fizycznych,
- wyrabia umiejętność obserwacji naukowych,
- aktywizuje myślowo ucznia,
- uczy samodzielnie otrzymywać odpowiedzi na postawione pytania-problemy na drodze doświadczalnej,
- zapoznaje z metodą badań naukowych,
- kształtuje umiejętności i nawyki w operowaniu przyrządami pomiarowymi,
- uczy budowy i zasady działania przyrządów,
- sprzyja zastosowaniu wiedzy w praktyce,
- uczy staranności, dokładności w wykonywaniu pomiarów i obliczeń,
- rozwija nawyki konstrukcyjne i zdolności techniczne,
- uczy umiejętności czytania schematów,
- uczy umiejętności notowania spostrzeżeń i wniosków,
- wdraża do pracy w zespole [l].

Szkolny eksperyment fizyczny można podzielić ze względu na cel, któremu ma służyć, na:

1. Wprowadzający (inicjujący problem) - stosowany jest podczas lekcji wstępnej. Nauczyciel tworzy sytuację problemową poprzez pokazanie interesującego doświadczenia. Taki eksperyment ma dużą wartość motywacyjną, budzi zainteresowanie, chęć zdobycia wyjaśnień, a to prowadzi do sformułowania problemu.
2. Poznawczy - stosuje się zwykle na początku działów programowych, gdy ilość wiadomości uczniów jest mała. Uczniowie nie posiadają jeszcze wiedzy pozwalającej rozwiązać problem i eksperyment poznawczy służy do jej zdobycia.
3. Weryfikacyjny - stosuje się gdy uczniowie mają dostateczną wiedzę teoretyczną do rozwiązania problemu. Jego zadaniem jest potwierdzenie wniosków wprowadzonych na drodze rozważań dedukcyjnych i mających postać hipotez. Eksperyment ten zmusza uczniów do różnorodnych operacji myślowych. Na początku jest problem. Jego rozwiązanie powstaje na drodze rozważań dedukcyjnych i przyjmuje postać hipotezy. Następnie uczeń z pomocą nauczyciela planuje i organizuje eksperyment sprawdzający słuszność hipotezy. Eksperyment ten często jest niedoceniany
i pomijany mimo, że daje duże możliwości kształcące.
4. Ilustracyjny - wykorzystywany jest jako potwierdzenie przekazywanych informacji lub wypowiadanych sądów. Nie ma w nim jednak wartości poznawczych ani kształcących. Podana uprzednio przez nauczyciela informacja zmniejsza aktywność ucznia. W szkołach podstawowych eksperyment taki powinien występować sporadycznie.
5. Modelowy - w tym eksperymencie przedmiotem bezpośredniego działania jest model, ale celem jest wyrobienie sobie zdania o właściwościach i zachowaniu się przedmiotów. Model jest jednocześnie przedmiotem badań oraz narzędziem eksperymentu. Z punktu widzenia dydaktyki eksperyment modelowy odgrywa bardzo ważną, pozytywną rolę. Dzięki prostocie przedstawienia modelowego łatwo jest sformułować hipotezę, a następnie w toku dedukcyjnym przewidzieć skutki.



Eksperyment pokazowy w nauczaniu fizyki.
Jednym z rodzajów szkolnego eksperymentu fizycznego jest eksperyment pokazowy nauczyciela, którym będę zajmował się w tej pracy.
Najważniejsze cele tego eksperymentu to:
- wywołanie zainteresowania przedmiotem,
- aktywizacja poznawcza uczniów,
- dostarczanie wiedzy i weryfikacja hipotez,
- pogłębianie i utrwalanie materiału,
- kształtowanie umiejętności praktyczno-laboratoryjnych,
- stawianie i formułowanie celów lekcji.
Funkcje, które spełnia eksperyment pokazowy, to:
- zapoznawanie uczniów ze zjawiskami fizycznymi oraz właściwościami ciał,
- kształtowanie pojęć wielkości fizycznych,
- wykrywanie i formułowanie zależności pomiędzy wielkościami fizycznymi,
- wyjaśnianie budowy i mechanizmów działania przyrządów oraz urządzeń technicznych,
- weryfikacja hipotez wyprowadzonych z praw oraz z uprzednio przeprowadzonych doświadczeń,
- kształtowanie praktycznych nawyków i umiejętności przygotowujących uczniów do samodzielnej pracy laboratoryjnej [l].
Eksperyment pokazowy w szkole polega na demonstrowaniu:
a) badanych przedmiotów,
b) zjawisk i ich przebiegu,
c) przyrządów fizycznych,
d) obrazów, rysunków, plansz, wykresów, zestawień i schematów,
e) przeźroczy oraz filmów.

W szeroko rozumianym eksperymencie najważniejsze są następujące elementy:
- szczegółowe wyjaśnienie samego zjawiska,
- dokładne omówienie zasady działania użytych przyrządów,
- dotarcie z istotą zjawiska do świadomości uczniów,
- szczegółowe przedyskutowanie przez uczniów eksperymentu wraz z wyciągnięciem wniosków [2].
Dąży się do tego, żeby eksperyment fizyczny pozwolił jak najlepiej osiągnąć stawiane mu cele. Dlatego każdy eksperyment powinien spełniać stawiane mu wymagania dydaktyczne oraz techniczne.

Wymagania techniczne i dydaktyczne stawiane eksperymentom pokazowym z fizyki
Bardzo ważną rzeczą w eksperymencie pokazowym jest również technika i zasada demonstracji. Podstawową zasadą, którą powinien kierować się demonstrujący jest to, że eksperyment nie jest dla niego lecz dla uczniów. Dlatego też, każdy eksperyment powinien spełniać następujące wymagania:

1. Jednoznaczność i wyrazistość
Eksperyment powinien wyraźnie uwypuklać demonstrowane zjawisko; powinien dawać jednoznaczny skutek, który byłby wyraźnie dostrzegany przez uczniów. Ważne jest żeby inne uboczne efekty nie odwracały uwagi uczniów i nie powodowały zmiany wyniku doświadczenia, ponieważ mogłoby to sprowadzić uczniów do sformułowania błędnych wniosków.

2. Dobra widoczność
Eksperyment powinien oddziaływać na zmysł wzroku, dotyku (np. w szkole dla niewidomych), słuchu a czasem węchu. Przyrządy powinny być duże (np. miernik dla uczniów jest zazwyczaj nieduży, o skali umieszczonej poziomo, a miernik pokazowy jest znacznie większy, ze skalą pionową, wygodną do obserwacji), w razie potrzeb można je oświetlić wiązką światła. Jeżeli przyrządy są małe lub doświadczenie wykonuje się w dużej sali można skorzysta z metody projekcji np. cieniowej. Podczas eksperymentu przyrządy powinny być tak ustawione, żeby nie zasłaniały się wzajemnie. Ważne jest także, żeby nauczyciel mógł przeprowadzić wszystkie manipulacje stojąc za stołem i nie utrudniając widoczności.

3. Powtarzalność
Każdy eksperyment należy pokazać kilkakrotnie, gdyż nie wszyscy uczniowie skoncentrują się w danej chwili i dostrzegą istotę już przy pierwszym pokazie. Jeżeli eksperyment trwa zbyt długo lub zbyt krótko, żeby uczniowie zaobserwowali zachodzące zjawisko, wówczas można przedstawić go za pomocą techniki audiowizualnej. Doświadczenie wykonuje się wcześniej i nagrywa a następnie odtwarza je w odpowiednio zwolnionym lub przyspieszonym tempie.

4. Atrakcyjność
Pokaz powinien być zaciekawiający, powinien spowodować zainteresowanie się uczniów danym zjawiskiem oraz prowokować ich do próby jego wytłumaczenia.

5. Prostota i przejrzystość układu doświadczalnego
Eksperyment powinien być jak najprostszy, żeby uwypuklał zjawisko, które chcemy pokazać. Również przyrządy powinny być proste, bez drugorzędnych szczegółów odwracających uwagę. Jeżeli to możliwe zasada działania przyrządu powinna być wyjaśniona uczniom przed wykonaniem eksperymentu. Niektóre przyrządy mogą i powinny być przezroczyste, żeby ich mechanizm był dla uczniów widoczny.

6. Łatwość przygotowania
Czas potrzebny na przygotowanie eksperymentu, powinien być jak najkrótszy, gdyż nauczyciel najczęściej nie może pozwolić sobie na kilkugodzinną pracę nad jednym pokazem.

7. Dostępność przyrządów i niskie koszty wykonania
Eksperyment szkolny musi brać pod uwagę realia szkoły, jej sytuację ekonomiczną. Nauczyciel na pewno nie będzie mógł wykonywać doświadczeń, w których są wykorzystywane drogie przyrządy, dlatego wskazane jest by przyrządy do pokazów były uniwersalne, np. uniwersalny zasilacz, uniwersalny wzmacniacz, oscyloskop. Bardzo korzystne jest wykorzystanie do doświadczeń przyrządów i materiałów codziennego użytku, takich jak: odkurzacz, radio, opakowania produktów spożywczych i inne.

8. Bezpieczeństwo
Przy wykonywaniu eksperymentu najlepiej byłoby nie korzystać z materiałów i środków niebezpiecznych, np. gdy to było możliwe nie korzystać z wysokich napięć, ze środków żrących (kwasów). Niebezpieczne elementy urządzeń powinny być obudowane a uczniowie poinformowani o zasadach BHP.

9. Estetyka
Przyrządy powinny być estetyczne a eksperyment wykonany przejrzyście, bez zbędnego bałaganu na stole demonstracyjnym. Najlepiej gdyby obecnie wykorzystywany układ znajdował się na środku stołu pokazowego.

10. Trwałość i odporność na uszkodzenia używanych przyrządów i elementów
Przyrządy wykorzystywane w doświadczeniu szkolnym powinny być trudne do uszkodzenia, gdyż często uczniowie wykonujący eksperyment nie mają jeszcze wystarczającej wprawy
i mogą bardzo łatwo zniszczyć elementy układu doświadczalnego. Elementy te powinny być również trwałe, gdyż w warunkach szkolnych eksperyment wykonywany jest dość często
i przyrząd powinien być wykorzystywany jak najdłużej.

Podsumowując, trzeba zauważyć, że dydaktyczna wartość eksperymentu w istotny sposób zależy od sposobu jego przedstawienia, od techniki demonstracji. Dlatego ważne jest, żeby doświadczenie spełniało w jak najszerszym zakresie przedstawione powyżej kryteria.

Literatura:

[1]. Gustaw Gębura, Romuald Subieta, Metodyka eksperymentu fizycznego,
Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1978.
[2]. Metodyka nauczania fizyki w szkole średniej, pod redakcją Kazimierza Badziąga,
Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1973.

Opracowanie: Jacek Bienias
ul. Słoneczna 5/8
99-200 Poddębice
tel. (0-43) 678-38-56
praca: Gimnazjum w Poddębicach
ul. Polna 36
99-200 Poddebice
tel. (0-43) 678-42-77

Zgłoś błąd    Wyświetleń: 1441


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.


BAROMETR


1 2 3 4 5 6  
Średnia ocena: 4.67



Ilość głosów: 3

Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies.
Dowiedz się więcej.