Rola eksperymentu fizycznego

Rola eksperymentu
fizycznego
Słyszałem i zapomniałem,
widziałem i zapamiętałem,
zrobiłem i zrozumiałam.
Konfucjusz
Opracowanie: Małgorzata Romanowska – doradca metodyczny fizyki
Rola eksperymentu fizycznego

poprzez doświadczenie


po działanie matematyczne
do zrozumienia Wszechświata
Eksperyment
(encyklopedia PWN…)
„…próba, doświadczenie naukowe,
podstawowy, oprócz pomiaru naukowego
i obserwacji, zabieg badawczy, polegający na
celowym wywołaniu określonego zjawiska
w warunkach laboratoryjnych oraz zbadaniu
jego przebiegu, cech lub zależności.”
Przygotowanie sprawozdania
z wykonanego doświadczenia
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Temat doświadczenia.
Cel eksperymentu.
Krótki opis teoretyczny (założenia teoretyczne).
Tabela pomiarów.
Obliczenia badanych wielkości.
Wykresy.
Dyskusja niepewności pomiarowych.
Uwagi, wnioski, spostrzeżenia.
Sześciu mędrców
z Hindustanu
Raz sześciu mędrców z Hindustanu
Chcąc poznać słonia lepiej
Udało się obejrzeć go
Choć wszyscy byli ślepi
By obserwacją naukową umysły swe pokrzepić
Badania naukowe…
… i ich wyniki
WERSJA 6 NIEZALEŻNYCH
BADACZY
bok
trąba
kieł
ucho
ogon
SŁOŃ ZŁOŻONY (czyli przybliżenie)
Szkolny eksperyment fizyczny




Eksperyment pokazowy nauczyciela
Eksperyment pokazowy przy udziale uczniów
Ćwiczenia uczniowskie (laboratoryjne)
Samodzielne doświadczenia uczniów
przeprowadzone w domu lub zajęciach
Funkcje eksperymentu
w procesie dydaktycznym







Uświadomienie celu lekcji (wprowadzenie
do tematu lekcji)
Opracowanie nowego materiału
Uogólnienie nowego materiału
Wiązanie teorii z praktyką
Kształtowanie nawyków i umiejętności
Kontrola i ocena wyników nauczania
Praca domowa ucznia
Zadania doświadczalne
Zadania, których sformułowanie i rozwiązanie
są ściśle związane z eksperymentem:
z różnego rodzaju pomiarami, wywoływaniem
zjawisk, obserwacją procesów i ich
wyjaśnianiem, planowaniem czynności w celu
wywołania danego zjawiska itp. Ilustruje to
w zadaniach najczęściej rysunek
Po co rozwiązywać zadania?









Rozwiązywanie zadań:
sprzyja podwyższaniu aktywności uczniów na lekcji
sprzyja rozwojowi logicznego myślenia
uczy analizować zjawiska
mobilizuje do intensywnego i sprawnego myślenia
kształci nawyki aktywnego zdobywania wiedzy i samodzielnego
prowadzenia rozumowań
sprzyja pogłębianiu wiedzy i jej rozumieniu
sprzyja poznawaniu świata i integrowaniu wiedzy o nim poprzez
różnorodność zawartych treści
sprzyja kształceniu twórczego myślenia
przekonuje ucznia, że jego wiedza ma praktyczne znaczenie, jest
potrzebna w życiu codziennym
Zadania doświadczalne


Ilościowe – przy ich rozwiązywaniu najpierw
dokonuje się niezbędnych pomiarów,
a następnie wykorzystując otrzymane dane
oblicza się za pomocą odpowiednich formuł
matematycznych odpowiednie wielkości
fizyczne i formułuje końcowe wnioski
Jakościowe – nie zawierają danych
liczbowych i obliczeń matematycznych
Uczeń rozwiązując tego typu zadania
a)
b)
c)
Przewiduje wystąpienie zjawiska
Wyjaśnia zjawiska
Planuje czynności w celu wywołania zjawiska
Zadania typu A

Zawierają propozycje wykonania określonych czynności
przy użyciu konkretnego zestawu pomocy
Zadaniem uczniów jest przewidzieć skutki czyli postawić hipotezę
Uczniowie stawiają hipotezę w oparciu o analizę posiadanej wiedzy
i dopasowanie jej do sytuacji
Słuszność hipotezy sprawdzają doświadczalnie lub udowadniają
teoretycznie w oparciu o znane prawa
Typ rozumowania: wnioskowanie dedukcyjne
-
Problem formułowany jest najczęściej w postaci pytań:
Jakie zjawisko nastąpi…?
Jak się zachowa…?
Jak zareagują przyrządy pomiarowe, gdy…?
Przykład zadania
doświadczalnego typu A
(przewidzieć skutki)
Co zaobserwujemy, gdy do metalowego cylindra
spoczywającego na wypoziomowanej płycie
pokrytej aluminiową folią zbliżymy na niewielką
odległość naelektryzowaną laskę ebonitową?
Odpowiedź uzasadnij.
Co się stanie, gdy zbliżymy naelektryzowaną
laskę szklaną?
Zadania typu B

Zawierają opisy wykonywanych czynności i ich efekty
Zadaniem uczniów jest wyjaśnić efekt tych czynności
Typ rozumowania: wnioskowanie redukcyjne
Uczniowie wyjaśniając efekty doświadczenia analizują w nim
zjawiska i przyporządkowują prawa
-
-
Problem formułowany jest w postaci pytań:
Dlaczego występuje to zjawisko? (Wyjaśnij)
Dlaczego wykonując opisane czynności obserwujemy dane
zjawisko?
Dlaczego obserwujemy efekt opisany w zadaniu?
Przykład zadania
doświadczalnego typu B
(wyjaśnij…)
Na pionowo ustawionej probówce
umieszczono dwa jednakowe
pierścieniowe magnesy.
Wyjaśnij, dlaczego górny magnes może
unosić się w powietrzu?
Zadania typu C

Zawierają opis czynności wywołanego zjawiska przy
użyciu określonych pomocy
Zadaniem uczniów jest przewidzieć rodzaj czynności i ich kolejność,
aby wywołać dane zjawisko
Uczniowie analizują różne sposoby wywołania danego zjawiska,
przyporządkowują prawa, które nimi rządzą
Typ rozumowania: wnioskowanie indukcyjne
-
Problem formułowany w postaci pytań:
Co należy zrobić, aby np. zaobserwować dany efekt?
Jakie należy wykonać czynności, aby np. wywołać dane zjawisko?
Przykład zadania doświadczalnego
typu C
(zaplanuj czynności…)

-
-
Jakie należy wykonać czynności,
aby sprawdzić, który z metali
szybciej przewodzi ciepło?
Plan czynności uzasadnij.
Masz do dyspozycji:
pręt aluminiowy, stalowy, szklany,
miedziany
parafinę
spinacze lub kulki drewniane
palnik gazowy
wodę
stoper
Funkcje eksperymentu
fizycznego

Funkcja motywacyjna
W wyniku analizy wyników eksperymentu
dochodzi się do nowej, często
nieoczekiwanej wiedzy, do sformułowania
problemu w postaci pytania, do nowego opisu
zjawisk.
Formułuje się hipotezę i poszukuje najlepszej
drogi jej weryfikacji.
Funkcje eksperymentu
fizycznego
Funkcja odkrywcza
Charakteryzuje się zbieraniem danych
eksperymentalnych i ich klasyfikacją na
podstawie doświadczeń przeprowadzonych
przez eksperymentatora.
Analizuje się dane oraz podejmuje się
pierwsze próby uogólnień, a następnie
eksperymentalnie sprawdza słuszność
wyprowadzonych uogólnień.
Funkcje eksperymentu
fizycznego
Funkcja sprawdzająca
Jest następstwem hipotezy wysnutej
w wyniku symulacji przeprowadzonej
za pomocą modelu (hipotezy teoretycznej)
Cele eksperymentu fizycznego










zapamiętywanie faktów i kolejnych etapów postępowania
naukowego,
zaznajamianie się ze sprzętem laboratoryjnym,
spostrzeganie zjawisk właściwych dla realizowanego tematu,
dobór narzędzi pomiarowych,
wykonywanie prostych operacji laboratoryjnych,
analiza wyników eksperymentalnych celem oceny modelu
teoretycznego,
konstruowanie aparatury laboratoryjnej z gotowych zestawów,
samodzielne formułowanie problemu,
dobór materiału doświadczalnego,
wyjaśnianie zjawiska fizycznego.
Zalety eksperymentu
fizycznego












umożliwia lepiej zrozumieć problem
przez działanie szybciej zapamiętuje
rozwija myślenie uczniów
pobudza do twórczego myślenia
rozwija wyobraźnię
wzrasta zainteresowanie przedmiotem
kształtuje umiejętność wyciągania wniosków
rozwija spostrzegawczość uczniów
kształtuje w pracy w grupach współdziałanie w zespole
kształtuje umiejętność samodzielnego wykonywania
doświadczeń
rozwija umiejętność analizowania zjawisk
kształtuje umiejętność obserwacji i postrzegania zjawisk
przyrodniczych w otaczającym świecie
Wady eksperymentu
fizycznego



czasochłonność związana z wykonywaniem
doświadczeń
brak odpowiedniego i prostego sprzętu
przy wykonywaniu eksperymentów, obawa
o efekty nauczania
Regulamin pracowni fizycznej










Do pracowni uczniowie wchodzą w obecności nauczyciela.
Każdy uczeń zajmuje swoje stałe, wyznaczone miejsce.
Uczeń przebywający w pracowni, utrzymuje w niej wzorową czystość i porządek.
Doświadczenia należy przeprowadzać ściśle według opisu podanego przez
nauczyciela (np. na karcie pracy). Nie wolno przeprowadzać żadnych ćwiczeń bez
zezwolenia nauczyciela.
O każdym uszkodzeniu sprzętu lub pomocy naukowych należy powiadomić
nauczyciela.
Za umyślne uszkodzenie sprzętu pracowni lub pomocy naukowych uczeń zostanie
pociągnięty do odpowiedzialności materialnej.
Podczas wykonywania ćwiczeń obowiązuje pełne zdyscyplinowanie. Ćwiczenia
należy przeprowadzać z zachowaniem środków ostrożności, aby nie narazić na
niebezpieczeństwo siebie i innych uczniów.
Nieszczęśliwe wypadki (skaleczenia, oparzenia, stłuczenia itp.) należy natychmiast
zgłosić nauczycielowi.
Po wykonaniu ćwiczeń należy uporządkować swoje stanowisko i złożyć pomoce
naukowe.
Za sprawdzenie porządku w pracowni na koniec zajęć odpowiedzialni są dyżurni
klasy.
BIBLIOGRAFIA








Backe, H. 1974 Z fizyką za pan brat, Eksperymenty fizyczne. Państwowe
Wydawnictwo „Iskry”, Warszawa.
Badziąg, K. red. 1978 Metodyka nauczania fizyki w szkole średniej.
Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa.
Bednarek, S. 1990 Cele wychowawcze nauczania przedmiotów
przyrodniczych w PRL i ich ewolucja, Roczniki Nauk Społecznych
Towarzystwa Naukowego Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego (XVIII.2)
5-13.
Brown, R. J. 1999 200 doświadczeń dla dzieci. Wydawnictwo Prószyński i
Spółka, Warszawa.
Gulińska H., Eksperyment w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych,
Zakład
Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UAM, Poznań 2006
Kruszewski K., Nauczanie i uczenie się faktów, pojęć, zasad, PWN,
Warszawa 1991
Sawicki, S. 1981. Metodologiczne podstawy nauczania przyrodoznawstwa.
Ossolineum. Wrocław.