Лекция №4 - Формирование понятий о физических величинах на основе экспериментальной деятельности

Введение

1. Способы введения физических величин: обобщённая схема

2. Организация деятельности учащихся по формированию понятия о физической величине

2.1. Введение величин «через способ измерения»

2.2. Введение величины – коэффициент пропорциональности в законе

2.3. Введение физической величины через уравнение связи

3. Логика построения исследовательской деятельности с использованием эксперимента

Литература

У многих учителей физики может возникнуть вопрос, почему необходимо специально заниматься определением физических величин, если в учебниках есть определения авторов. Попробуем ответить на этот вопрос.

Ещё Д.И. Менделеев сказал: «Наука начинается там, где начинают измерять»[1]. Именновозможностьколичественнойоценкисвойствобъектов, а также интенсивности явлений и взаимодействий даёт точные критерии истинности научных результатов. А количественный подход к выявлению закономерностей в окружающем мире является общим для всех наук естественно-научного цикла. Эти особенности научного знания находят своё отражение в основных документах ФГОС [2].

Целью изучения естественных наук в школе, согласно этому Стандарту, является среди прочего «овладение научным подходом к решению различных задач». Далее в документе говорится, что предметным результатом изучения физики должно стать «формирование представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы, об объективности научного знания; о систем ообразующей роли физики для развития других естественных наук, техники и технологий; научного мировоззрения как результата изучения основ строения материи и фундаментальных законов физики».

Ещё более конкретные указания мы встречаем в Примерной программе по физике [3], которая одной из задач обучения физике называет «понимание учащимися отличий научных данных от непроверенной информации».

Среди метапредметных результатов обучения выделяется «приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников», что невозможно без критической оценки достоверности информации, а одним из главных критериев достоверности и является научный, то есть количественный подход. Но грамотное использование физических величин подразумевает понимание того, каким образом и с какой целью они появляются в науке. Такой подход не имеет ничего общего с воспроизведением выделенных в учебнике определений.

Умение вводить при необходимости физические величины является неотъемлемой частью деятельности по «открытию» закона и созданию понятия о явлении. Именно при исследовании нового явления возникает вопрос об оценке интенсивности явления и зависимости её от различных факторов, что приводит к установлению устойчивых связей между физическими величинами (закону), а это, в свою очередь, создаёт предпосылки для введения новой величины – коэффициента пропорциональности в законе. Таким образом, все три вида деятельности оказываются тесно связаны между собой.

Напомним некоторые использованные положения: понятие «физическая величина» определено в ГОСТ 16263-70 так:

«Физическая величина − свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта» [4].

Большая часть физических величин, изучаемых в основной школе, связана с экспериментом, именно поэтому формирование понятий о физических величинах просто необходимо проводить через учебный эксперимент, который для учащихся надо планировать в строгом соответствии с законами научной и исследовательской деятельности.

1. Метрология. – URL: http://www.support17.com/component/ content/169.html?task=view.

2. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. Утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897. – URL: http://standart.edu.ru/.

3. Примерные программы основного общего образования. Физика. Естествознание. М.: Просвещение, 2010.

4. ГОСТ 16263-70. Метрология. Термины и определения.

5. Анофрикова С.В., Стефанова Г.П. Практическая методика преподавания физики. Ч.1. Астрахань: Изд-во Астраханского ГПИ, 1995.

6. Пёрышкин А.В. Физика. 7 класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. М.: Дрофа, 2001.

7. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: Учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2004.

8. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. Физика: Учеб. для 10 кл. с угл. изучением физики / Под ред. А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 2007.

9. Ивашкина Д.А. Как открыть закон? // Физика-ПС. 2010. № 20. С. 8–14.

10. Ивашкина Д.А. Психологическая основа новых технологий учебного эксперимента – это не так просто, но без этого нельзя. Видеоматериалы в разделе «Перестройка технологии фронтального эксперимента в основной школе в рамках требований Стандарта второго поколения» электронного приложения к журналу «Физика в школе». 2011. № 5.