Доклад: «Зачетная форма обучения, как одно из средств формирования научного мышления»
| Вид материала | Доклад |
- Учебный план оу, режим обучения 5 Кадровое обеспечение образовательного процесса, 415.56kb.
- План Что такое творчество и творческие способности, 135.04kb.
- Методические советы по «Логике» для студентов заочного обучения Список литературы, 85.38kb.
- Примерная форма программы 18-ти часового модуля повышения квалификации учителей, 270.93kb.
- Титовой Елены Юрьевна доклад, 101.57kb.
- Плюрализма заключается в том, что в любой культуре, у любого человека существует, 117.51kb.
- Программа для подготовки к экзамену по математике вступительные испытания по предмету, 226.04kb.
- Темы рефератов, курсовых и выпускных квалификационных работ по дисциплине «Социология», 20.41kb.
- Перевертова Елена Николаевна, учитель химии моу сош №2 г. Красноярска Сложная и ответственная, 72.2kb.
- Оборотные средства предприятия, состав и структура. Источники формирования оборотных, 349.58kb.
Доклад: «Зачетная форма обучения, как одно из средств формирования научного мышления»
Автор: учитель физики Сальников С. С.
Как известно, школьный курс физики является двухступенчатым. На 1-й ступени за три года (7-9кл) изучаются все разделы физики, от механики до теории атомного ядра и элементарных частиц.. На второй ступени за 2 года (10-11кл) ученики должны переработать те же разделы физики, но на более высоком уровне. Поэтому преподавание физики в старших классах должно быть направлено не на запоминание отдельных фактов, понятий, законов и формул, которые ученикам в основном уже известны, а на формирование научного мышления. Выпускник школы должен понимать, чем отличается теоретическое мышление от эмпирического; как выдвигаются и как подтверждаются гипотезы; как развивается наука; как человечество движется от незнания к пониманию и предсказанию.
Одним из способов для реализации этих требований может служить зачетная форма обучения, которая мною практикуется в работе. Рассмотрим на примере конкретной темы: «Механика. Элементы специальной теории относительности».
Прежде всего необходимо преобразовать содержание (при выполнении требований Стандарта!) так, чтобы на первый план выступила структура теории, закономерности процесса научного познания:
1. Открытия Галилея: принцип относительности, принцип инерции, закон свободного падения.
2. Открытия средневековых астрономов: определение расстояний до Луны, Солнца и планет.
3. Законы Ньютона; открытие закона всемирного тяготения.
4. Опыт Кавендиша. Определение массы Земли, Солнца; предсказание и открытие ранее неизвестных планет (триумф классической механики!).
5. Скорость света и противоречия классической механики.
6. Постулаты Эйнштейна как путь преодоления противоречий; следствия из постулатов.
7. Принцип соответствия: «отменил» ли Эйнштейн Галилея и Ньютона ?
При таком изложении главное внимание уделяется не собственно принципам Галилея, законам Ньютона — они уже известны учащимся— а тому, как движется научная мысль от невежества к знанию, как делаются (и как не делаются!) научные открытия и предсказания.
Затем, в начале изучения темы учащимся выдается «Тематическое задание». Оно печатается на одной странице формата А4, что удобно для ксерокопирования.
Тематическое задание
«Механика. Элементы теории относительности»
«Сила — причина движения тела». «Земля — центр Вселенной». «Чем тело тяжелее, тем оно быстрее падает».
Более тысячи лет эти утверждения казались очевидными, их разделяли и ученые; они соответствовали элементарным, бытовым представлениям людей о природе. Потребовался гений Галилея, чтобы эти донаучные, неверные (но такие, казалось бы, очевидные!) представления были преодолены.
Галилей не только впервые в истории науки применил методы эксперимента и мысленного эксперимента; он сформулировал принципы инерции и относительности, открыл закон свободного падения тел. Результаты Галилея были использованы Ньютоном. Обобщив данные, накопленные Галилеем, другими учеными (в частности, астрономами Древней Греции, сумевшими определить расстояние от Земли до Луны), Ньютон сформулировал три закона. Эти законы составили ядро механики — первой физической теории.
Вершиной теории стало предсказание существования ранее неизвестных планет — Нептуна и Плутона, которое было сделано на основе законов Ньютона и закона всемирного тяготения.
В истории любой научной теории рано или поздно наступает момент, когда новые научные данные входят в противоречие со «старыми» представлениями.
Такие противоречия были получены, когда ученые измерили скорость света. Оказалось, что скорость света (в отличие от всех других скоростей в природе) не изменяется при переходе от одной системы отсчета к другой. Можно ли на этом основании отменить механику Ньютона как «устаревшую»? Нет, механика доказала свою жизнеспособность — именно она позволила предсказать существование ранее неизвестных планет! Проблема в том, чтобы так изменить наши представления о механике, чтобы и противоречия были преодолены, и законы Ньютона не отменялись.
Эту сложную задачу решил выдающийся немецкий ученый Альберт Эйнштейн. Он предложил два утверждения (постулата), на основе которых им была разработана новая научная теория — теория относительности. Эта теория радикально изменила представления людей о пространстве, времени, движении. Как же все-таки «примирить» две такие, казалось бы, противоречивые теории — классическую механику (Ньютона) и теорию относительности (Эйнштейна)?
Основные понятия и законы
Принцип инерции, принцип относительности: инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Закон свободного падения. Определение расстояний до планет (триангуляция). Законы Ньютона, закон всемирного тяготения. Опыт Кавендиша. Измерение масс звезд и планет. Скорость света и ее противоречия. Постулаты Эйнштейна и следствия из них: закон сложения скоростей, относительность расстояний и промежутков времени. Соотношение между классической механикой и теорией относительности (принцип соответствия).
Задачи
1. Как Галилей опровергает утверждение, что сила — причина движения тела?
2. При решении большого числа задач Землю принимают за инерциальную систему отсчета. Однако, Земля движется с центростремительным ускорением, а значит, не попадает под определение инерциальной системы отсчета. Разрешите противоречие!
3. Как, не прибегая к эксперименту, обосновать, что все тела (не зависимо от массы) должны падать с одинаковым ускорением?
4. Рассчитывая ускорение, с которым Луна «падает» на Землю, Ньютон вместо ожидаемого 9,8 м/с2 получил гораздо меньшее значение — 0,0027 м/с2. Почему?
5. «Два человека перетягивают канат. Кто тянет сильнее, тот и победит.» Не противоречит ли такое утверждение третьему закону Ньютона? Нет ли в нем ошибки?
6. Астроном открыл неизвестную планету. Что позволит быстро определить массу этой планеты? На какой закон нужно опираться?
7.«Самолет стартует с авианосца. Скорость самолета v1 скорость авианосца v2. Рассчитать скорость самолета относительно Земли.» Можно ли решать эту задачу по формуле Эйнштейна?
8. Согласно формуле Эйнштейна, время в неподвижной системе отсчета идет не так, как в движущейся: человек, которому приходится много ездить, стареет позже, чем его «малоподвижные» ровесники. Почему же мы этого не замечаем?
Как видим, первая часть задания представляет собой краткий очерк, содержащий формулировку проблемы, «путеводную нить» поисков.
Вторая часть — перечень основных понятий и законов. Он показывает, что именно учащиеся должны знать, чтобы уметь решать задачи — те, которые сформулированы в третьей части.
К этим задачам специально на уроках не обращаемся, но, разумеется, конспекты учащихся должны содержать материал, необходимый для решения. В то же время (и преподаватель непременно должен это предусмотреть!) в конспектах не должно быть готовых ответов на поставленные вопросы!
Когда тематическое задание выдано, предупреждаем учащихся, что после изучения темы будет проведена контрольная работа (на 20-25 минут), состоящая из двух вопросов. Первый вопрос — одна из задач тематического задания (назовем ее условно «открытое задание»), второй вопрос («закрытое задание») заранее учащемуся неизвестен, однако требования к ответу на него не выходят за рамки темы.
В нашем примере карточки для контрольной работы могут иметь такой вид:
1. «Два человека перетягивают канат. Кто тянет сильнее, тот и победит.» Не противоречит ли такое утверждение третьему закону Ньютона ? Нет ли в нем ошибки ?
2.0пираясь на законы Ньютона (не на закон всемирного тяготения!), докажите, что на Луну действует сила и это сила направлена к центру Земли.
1. Согласно формуле Эйнштейна, время в неподвижной системе отсчета идет не так, как в движущейся: человек, которому приходится много ездить, стареет позже, чем его «малоподвижные» ровесники. Почему же мы этого не замечаем?
2. Может ли тело двигаться прямолинейно и равномерно, если на него действует одна-единственная сила?
Задача учащегося — дать развернутые, обоснованные ответы на поставленные вопросы. «Текущая» работа над темой может существенно не отличаться от традиционной — это и ответы у доски, беседа, разбор задач, обсуждение эксперимента... Важно, что при такой организации деятельности мы не оставляем возможности ученику действовать по старинке, ориентируясь лишь на воспроизведение готового материала. Учащийся вынужден искать ответы на вопросы, сформулированные в тематическом задании, вынужден думать, анализировать, делать выводы
Подведем итог. Работу преподавателя можно выстроить по следующему плану:
1. Определение ключевых тем. Думаю, что число таких тем должно быть не более 1—2 за полугодие.
2. Выделение в каждой теме стержневой идеи: учебной проблемы.
3. Составление двух наборов задач: «открытые» — те, которые будут помещены в тематическое задание, и «закрытые», которые ученику заранее неизвестны, но охватывают тот же круг знаний и умений. Число задач каждого набора — не менее 6—8 (для обеспечения достаточного числа вариантов контрольной работы).
4. Составление тематического задания для ученика; карточек контрольной работы.
5. Разработка проблемных лекций, раскрывающих содержание темы.
6. Организация консультаций для учеников, по каким-либо причинам пропустивших занятия.
Деятельность учащегося будет протекать по такому плану:
1. Получение и осмысление тематического задания.
2.Работа на занятиях; ведение конспекта; поиск ответов на вопросы тематического задания.
3.Работа на консультациях (в случае пропуска занятия или непонимания какого-либо материала).
4. Выполнение контрольной работы. Как уже говорилось, предложенные формы работы не отвергают традиционных. Важно то, что поставлено «во главу угла»: творческая, активная мыслительная работа учащегося над изучаемым материалом.