Авторская программа «Техника физического эксперимента».

IV. Авторская программа «Техника физического эксперимента».

Для организации системной работы по формированию навыков экспериментальной деятельности нами разработана программа для учащихся 8-12 классов «Техника физического эксперимента»

Данный курс ставит цели и задачи:

Дать учащимся представление о методах физического экспериментального исследования как важнейшей части методологии физики и ряда других наук, развить интерес к исследовательской деятельности;

Сформировать целый ряд измерительных умений, необходимых рабочим и инженерно-техническим работникам многих профессий;

Углубить знания учащихся по физике, повысить интерес к ее изучению;

Расширить межпредметные связи между физикой, электротехникой, математикой, химией, информатикой и другими предметами, изучаемыми в школе;

Помочь профессиональной ориентации учащихся;

Раскрыть творческие способности учащихся, активизировать их потенциальные, продуктивные силы, дать возможность выбора пути самореализации в коллективе как личности.

. Воспитать инициативу, творческое отношение к труду - как основу быстрого профессионального роста, вовлечение в рационализаторскую деятельность.

В ходе изучения данного курса особое внимание обращается на развитие умений учащихся:

проводить физический эксперимент, измерять физические величины прямыми и косвенными методами (особое внимание обращается на измерение неэлектрических величин электрическими методами;

использовать методы моделирования физических явлений и процессов, выдвигать обоснованные гипотезы;

пользоваться основными электроизмерительными и электронными приборами,

источниками питания, генераторами, усилителями, программируемыми

калькуляторами, измерительными инструментами;

пользоваться технической документацией на приборы и оборудование;

подбирать аппаратуру, конструировать, собирать и налаживать экспериментальную установку, обрабатывать и анализировать результаты измерений;

овладеть организационно-практической деятельностью по всей проектно-технологической цепочке от идеи до ее реализации в модели.

Применение стандартного оборудования - важнейшее условие формирование у школьников основных экспериментальных умений. Наряду со школьным используется оборудование, полученное с базовых предприятий (в школе имеется значительное количество приборов базового предприятия - Ноябрьских электрических сетей).

Изготовление и использование самодельных экспериментальных установок - принципиально важная особенность данного курса. Это позволяет не только достичь наглядности используемых физических принципов, но и стимулировать интерес учащихся к техническому творчеству, развивать практически е умения и навыки, полученные на уроках основ технических знаний в младших классах, связать курс ТФЭ с профессиональной подготовкой.

В программу курса ТФЭ входят фронтальные лабораторные работы, работы физического практикума, экспериментальные задачи, работа над проектами. Особое место занимают экспериментальные задачи творческого характера, т.к. именно они предлагаются учащимся на олимпиадах различного уровня. Олимпиадные задания в значительной степени вызывают интерес у широкого круга школьников, ориентируют их на систематическое изучение курса физики, понимание ее фундаментальных законов, условий и границ их применимости. При составлении программы учтено, что большинство школьников, проявляющих интерес к физике, станут не физиками-теоретиками, а инженерами, техниками, рабочими, т.е. работниками, успех деятельности которых обеспечивается не только умением мыслить, но и умением делать.

Применение метода проектов в курсе ТФЭ позволяет на деле реализовывать деятельностный подход в обучении учащихся и интегрировать знания и умения, полученные ими при изучении различных школьных дисциплин на разных этапах обучения.

Работа над экспериментальным проектом в творческом коллективе дает возможность учащимся объединиться по интересам, обеспечивает для них разнообразие ролевой деятельности в процессе обучения, воспитывает обязательность выполнения заданий в намеченные сроки, взаимопомощь, тщательность и добросовестность в работе, равноправие и свободу в выражении идей, их отстаивании и в то же время доброжелательность при всех обстоятельствах.

Тематика проектных работ в 8-12 классах соответствует системе углубленного изучения физики, актуальна с точки зрения применения в технике. Зная интересы и потенциальные возможности учеников, учитель имеет возможность максимально точно подобрать тему и определить уровень сложности проекта для каждой группы учащихся.

В программе имеется ряд экспериментальных заданий, имеющих несколько вариантов решения (как правило, такие задания предлагаются лучшим учащимся, освоившим более простые и стандартные лабораторные и практические работы). Учащимся предоставляется возможность выбора различных методов проведения экспериментальных заданий. При этом предлагается дать анализ возможных методов выполнения экспериментального задания, оценить точность полученных результатов и выбрать оптимальный метод выполнения работы, позволяющий получить минимальные погрешности измерений.

При проверке отчета о проведенном экспериментальном исследовании можно отдельно оценивать теоретическое обоснование работы, выбор метода ее выполнения, процесс про ведения измерений, расчет погрешности измерений, анализ результатов.

Программа предлагает примерные критерии оценки экспериментальной задачи:

теоретический анализ возможных методов выполнения работы и выбор оптимального метода;

получение расчетных формул для выбранного метода выполнения задачи;

выбор измерительных приборов и его обоснование;

описание экспериментальной установки и особенностей проведения эксперимента;

рисунок или принципиальная схема экспериментальной установки;

проведение серии измерений;

проведение повторных серий измерений;

составление сводной таблицы измерительных и расчетных величин;

построение графиков взаимных зависимостей исследуемых величин;

10)  проведение эксперимента с выбором параметров, обеспечивающих полученные значения исследуемых величин с минимальными погрешностями;

11)  оценка погрешностей измерений;

12)  проведение измерений альтернативными методами и сравнение результатов, полученных разными методами;

13)  анализ полученных результатов: качественный анализ аналитической формулы для предельных случаев, реальность полученных значений параметров, возможность практических приложений полученных результатов.

Перед каждой практической работой с учащимися должен быть проведен устный инструктаж по технике безопасности. Следует обращать внимание учащихся на организацию рабочего места во время эксперимента.

Практические работы могут проводиться учащимися по подробным письменным инструкциям, а также и по устным объяснениям учителя.

Некоторые творческие и контрольные экспериментальные задания учащиеся выполняют самостоятельно, т.е. без инструкций к их выполнению.

Как правило, продолжительность большинства экспериментальных заданий 1 час, работ физического практикума - 2 часа.

В программе имеется достаточное количество разноуровневых экспериментальных заданий, что позволяет учителю осуществлять дифференцированный подбор практически для каждого учащегося, в зависимости от уровня его подготовленности. Большинство же работ является обязательным для всех учащихся класса.

Учителю программой предоставляется право варьировать экспериментальные задания по степени сложности в зависимости от подготовленности не только одного конкретного ученика, но и всего класса. Это в большей степени относится к экспериментальным заданиям, предлагавшимся на олимпиадах различного уровня, вплоть до всероссийских.