Кудинов В.В.

Челябинский государственный педагогический университет, Россия

К вопросу о классификации

экспериментальных задач и заданий

Использование в процессе обучения физике эксперимента решает разнообразные функции. В форме демонстрационных опытов он служит источником фактов, знаний о мире, средством развития интереса к физике, особенно при раннем ее изучении. В форме фронтальных лабораторных работ и физического практикума он является средством организации самостоятельной деятельности учащихся, способствующей приобретению умений применять теоретические знания на практике.

Одним из путей осуществления связи теории с практикой является решение экспериментальных задач и выполнение экспериментальных заданий.

Под экспериментальным заданием понимают задание, требующее только непосредственных измерений, без дальнейшего использования результатов этих измерений в качестве исходных данных для определения других величин или выполнение простых опытов и их объяснение на основе знаний теории. Экспериментальная же задача подразумевает использование полученных в ходе измерений данных для нахождения других величин косвенным путем.

В. А. Буров отмечает, что по своему содержанию экспериментальные задания представляют собой наблюдения, опыты и измерения, тесно связанные с темой урока. В связи с этим, он приводит следующую классификацию, выделяя в структуре экспериментальных заданий такие направления как:

1. Наблюдение и изучение физических явлений. (Пример. На дно стакана с водой опустите кусочек грифеля карандаша или кристаллик марганца. Наблюдайте не взбалтывая. Какое явление вы наблюдаете? Как его ускорить? Сформулируйте условия, при которых вы наблюдаете явление диффузии. Будет ли наблюдаемое явление диффузией, если жидкость взболтать?)

2. Наблюдение и изучение свойств тел. (Пример. Соберите и принесите в класс коллекцию аморфных тел. Постарайтесь собрать информацию о ваших образцах в справочниках и энциклопедиях. Опишите наиболее ярко выраженные свойства этих тел.)

3. Изучение устройства, действия измерительных приборов и правил обращения с ними. (Пример. На рисунке изображен поплавок, который можно использовать как весы. Объясните, как действуют такие весы.)

4. Измерение физических величин. (Пример. Возьмите коробку канцелярских кнопок, измерьте с помощью мензурки объем одной кнопки.)

5. Наблюдение зависимостей между физическими величинами. (Пример. Налейте в стакан сильно газированную воду. Бросьте в нее винограднику. Проследите за поведением виноградники (она будет периодически тонуть и всплывать). Объясните ваши наблюдения.)

6. Опыты, подтверждающие физические законы. (Пример. Имея динамометр, стакан с водой и металлический брусок, проверьте, зависит ли величина выталкивающей силы при полном погружении тела в воду от положения бруска в жидкости.)

7. Экспериментальные задачи [2].

В методической литературе нет четкого определения экспериментальной задачи.

В «Методике преподавания физики» П. А. Знаменского дается следующее указание: «К экспериментальным задачам относятся вычислительные задачи и задачи-вопросы, при решении которых применяется эксперимент». В пособии приводятся примеры задач того и другого вида, но методика решения задач не рассматривается [3].

В пособии С. С. Мошкова приводится классификация экспериментальных задач, рассматривается методика их решения, приводятся примеры экспериментальных задач [5].

В пособии С. Е. Каменецкого и В. П. Орехова «Методика решения задач по физике в средней школе», дается следующее определение экспериментальных задач: «Экспериментальными называют задачи, в которых с той или иной целью используют эксперимент» [4].

И. Г. Антипин и С. С. Мошков делят экспериментальные задачи на качественные и количественные. И. Г. Антипин говорит, что в решении качественных задач отсутствуют числовые данные и математические расчеты. В этих задачах от ученика требуется или предвидеть явление, которое должно совершиться в результате опыта, или самому воспроизвести физическое явление с помощью данных приборов.

При решении количественных задач сначала производят необходимые измерения, а затем, используя полученные данные, вычисляют с помощью математических формул ответ задачи.

По месту эксперимента, по степени его участия в решении приведенные экспериментальные задачи И. Г. Антипин разделяет на несколько групп:

1. Задачи, в которых для получения ответа приходится либо измерять необходимые физические величины, либо использовать паспортные данные приборов (реостатов, ламп, электроплиток и т. д.), либо экспериментально проверять эти данные.

2. Задачи, в которых ученики самостоятельно устанавливают зависимость и взаимосвязь между конкретными физическими величинами.

3. Задачи, в условии которых дано описание опыта, а ученик должен предсказать его результат. Такие задачи способствуют воспитанию у учащихся критического подхода к своим умозрительным выводам.

4. Задачи, в которых ученик должен с помощью данных ему приборов и принадлежностей показать конкретное физическое явление без указаний на то, как это сделать, или собрать электрическую цепь, сконструировать установку из готовых деталей в соответствии с условиями задачи. Решение таких задач требует от учащихся творческого мышления, смекалки.

5. Задачи на глазомерное определение физических величин с последующей экспериментальной проверкой правильности ответа. Такие задачи помогают ученику предварительно оценивать результаты измерений и тем самым правильно выбирать нужные для опыта приборы и инструменты.

6. Задачи с производственным содержанием, в которых решаются конкретные практические вопросы. Такие задачи можно разбирать во время экскурсий, работы в учебных мастерских, а также на уроках, используя для этого различные инструменты, приборы и технические модели [1].

И. Г. Антипин отмечает также, что приведенная им классификация условна, так как резких границ между отдельными группами нет.

Основное значение решения экспериментальных задач и заданий заключается в формировании и развитии с их помощью измерительных умений, умений обращаться с приборами. Кроме того, такие задачи развивают наблюдательность и способствуют более глубокому пониманию сущности явлений, выработке навыков строить гипотезу проверять ее на практике. По роли эксперимента А. В. Усова и Н. Н. Тулькибаева выделяют экспериментальные задачи, в которых:

1. Без эксперимента нельзя получить ответ;

2. Эксперимент используется для создания определенной ситуации;

3. Эксперимент используется для иллюстрации описанного явления;

4. Эксперимент используется для проверки полученного результата.

Если в задаче описана знакомая ситуация, то эксперимент позволяет определить некоторые физические величины и включить их в условие задачи. При этом эксперимент содержание задачи, заданное неопределенно, превращает в конкретное.

Если условие задачи описывает новую для учащихся ситуацию, то целесообразно эту ситуацию задать экспериментально. Если же в задаче описывается изменение состояния тела, то параметры одного из состояний или условия воздействия тоже могут быть заданы экспериментально [6].

Таким образом, мы видим, что основное назначение экспериментальных заданий и заданий заключается в том, чтобы способствовать формированию у учащихся основных понятий, законов, теорий, развитию мышления, самостоятельности, практических умений и навыков, в том числе умений наблюдать физические явления, выполнять простые опыты, измерения, обращаться с приборами и материалами, анализировать результаты эксперимента, делать обобщения и выводы.

Систематическое использование в учебном процессе по физике экспериментальных задач и заданий способствует более глубокому проникновению в сущность изучаемых явлений и законов, пониманию связей между явлениями.

Экспериментальные задачи и задания с успехом могут быть использованы и в нетрадиционных уроках и внеурочных мероприятиях по физике. Это могут быть уроки систематизации знаний, уроки-викторины и КВН, уроки творческого отчёта, урок конкурс и урок игра.

Литература:

1. Антипин И. Г. Экспериментальные задачи по физике в 6-7 классах [Текст] / И. Г. Антипин. – М.: Просвещение, 1974.

2. Буров, В. А. Фронтальные задания по физике в 6-7 кл. сред. шк. [Текст] / В. А. Буров, С. Ф. Кабанов, В. И. Свиридов. – М. : Просвещение, 1981.

3. Знаменский, П.А. Методика преподавания физики. [Текст] / П.А. Знаменский. – Л. : Учпедгиз, 1955.

4. Каменецкий, С. Е. Методика решения задач по физике в средней школе [Текст] : кн. для учителя / С. Е. Каменецкий, В. П. Орехов. – М. : Просвещение, 1987.

5. Мошков, С. С. Экспериментальные задачи по физике[Текст] : пособие для учителей. / С. С. Мошков. – Ленинград: Учпедгиз, 1955.

6. Усова, А. В, Практикум по решению физических задач [Текст] / А. В. Усова, Н. Н. Тулькибаева. – М. : Просвещение, 1992.