Виды практических работ и критерии выбора работ для проведения физического практикума

1. Виды практических работ и критерии выбора работ для проведения физического практикума

Физика изучает наиболее общие свойства и законы движения материи, она играет ведущую роль в современном естествознании. Это обусловлено тем, что физические законы, теории и методы исследования имеют решающее значение для всех естественных наук.

Но именно физика считается одним из самых сложных и, к сожалению, нелюбимых предметов школьной программы. Основные проблемы начинаются с девятого класса, когда изучение предмета в меньшей степени опирается на опыт. В последнее время, когда математика в старших классах стала излагаться в большем объеме за меньшее количество часов, трудности в усвоении физики обострились. Нельзя так же не учитывать отсутствие социального заказа на специалистов с техническим образованием – это порождает печально известную всем учителям проблему «мне Ваша физика не нужна!»

Профильная дифференциация в виде создания физико-математических классов всей проблемы не снимает. Особенно в небольших школах, где не так много учеников и профильный класс попадают дети все-таки с разным уровнем подготовки. Поэтому единственный способ обеспечить выполнение программы, в частности физического практикума, на должном уровне – это внутренняя дифференциация.

Основным критерием для дифференциации в нашей работе служила успешность в изучении физики. Группы, которые формировались, не были постоянными по составу. В основном учитывались пожелания учеников, но учитель корректировал их состав, чтобы исключить откровенное безделье некоторых детей.

В зависимости от цели проведения практической работы и требований к формированию практических умений у учащихся при их выполнении все работы можно классифицировать по следующим видам учебной деятельности:

1.  Наблюдение и изучение физических явлений.

2.  Знакомство с устройством и действием различных приборов, установок, а так же с приемами обращения с ними;

3.  Измерение физических величин

4.  Выявление или проверка количественных соотношений между физическими величинами;

5.  Определение физических постоянных и знакомство с различными способами их определения.

Уровень подготовки учащихся разный, причем физику на высоком уровне знают в старших классах единицы. Поэтому, получая задания высокого уровня сложности, ученики в основном сразу теряются и не выполняют работу совсем. Чтобы сделать выполнение работ практикума по силам всем ученикам, даже с низким уровнем знаний, мы предлагаем следующий подход к критериям выбора работ практикума.

В одном цикле (соответствующем определенной теме) могут быть представлены работы, реализующие разные цели.

Основное назначение работ физического практикума – контроль знаний учащихся. Но в процессе их выполнения продолжают формироваться умения и навыки, которые не были в должной мере сформированы ранее. Работы в одном цикле выполняются в последовательности от простой к более сложной.

1. Критерии выбора работ для проведения физического практикума.

1.  Целесообразность проведения.

Работа должна иллюстрировать общие закономерности протекания явления данной группы. Общие закономерности изучаемого явления можно было установить уже из наблюдений, а расчет лишь подтверждал правильность выводов.

2.  Соответствие целям проведения практических работ (см. выше).

3.  Наличие в школе необходимого оборудования в должном количестве.

4.  Уровень подготовленности учащихся.

5.  Логическая последовательность в пределах цикла.

Практических работы каждого цикла можно разбить на четыре группы:

I.  Качественные работы.

Они наиболее простые. При их проведении ученики наблюдают и анализируют физическое явление, делают выводы.

Согласно предложенным в данной работе критериям оценивания практических работ за выполненную работу этого уровня можно получить не более шести баллов. Поэтому группе «сильных» учеников это задание не предлагается или они выполнят его как часть более сложной работы.

II.  Работы на определение физической величины или на определение зависимостей между величинами и построение графиков.

Они могут быть разного уровня сложности, без расчета погрешностей измерений или с расчетом погрешностей. Вычисляется относительная и абсолютная погрешность измерений, результат записывается в стандартном виде А=А(изм) ± ΔА, ε_а = ... %.

Большинство работ практикума в каждом классе относится ко второй группе.

III.  Работы по проверке количественных соотношений между физическими величинами.

Они наиболее сложные. Эти работы требуют обязательного расчета относительных и абсолютных погрешностей и сравнения величин методом интервалов. Такие работы предлагаются только сильным ученикам.

Правила определения абсолютных и относительных погрешностей измерений физических величин в рекомендованных учебниках 8-10 классах не приведены. Поэтому учителю необходимо подготовить и размножить памятку для учащихся «Обработка результатов измерений и вычислений при проведении лабораторных работ» (Приложение № 1). Конкретные формулы для расчета абсолютной и относительной погрешности приводятся в инструкциях по проведению работ.

IV.  Творческие работы.

Ученикам сообщается только проблемная ситуация или тема практической работы. Ученики выполняют их по самостоятельно разработанному плану, без инструкции, самостоятельно. Тему может предлагать и сам ученик.

Рассмотрим возможные практические работы.

Авторские разработки вариантов проведения практических работ, апробированные в течении шести лет, представлены в приложениях. Остальные рекомендованные работы можно найти в следующей литературе:

1.  Практикум по физике в средней школе. Дидакт. материал. Под ред. А,А,Покровского. М., «Просвешение», 1977. – 192с.

2.  Практикум по физике в средней школе: Дидакт. Материал: Пособие для учителя/Л.И Анциферов, В.А. Буров, Ю.И.Дик и др.; Под ред. В.А.Бурова, Ю.И.Дика. - М., «Просвешение», 1987. – 191с.

3.  Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебн. Для 10 кл. средн.шк.; - К.: Рад.шк., 1990. – 256.

4.  Преподавание физики в 6-7 классах средней школы: Пособие для учителя/ А.В.Перышкин, Н.А.Родина, Х.Д.Рошовская, - М.: Просвещение, 1985. – 256с.

5.  Демонстрационные опыты по физике в VI – VIII классах средней школы. Под ред .А.А.Покровского. М., «Просвещение», 1970.

6.  Газета «Физика», № 2 за 2003г. Издательство «Шкільний світ»

Тема: Тепловые явления

I.  1.Наблюдение за процессом теплопередачи. (Приложение № 2)

2. Наблюдение за процессом плавления парафина и определение температуры его плавления.

3. Наблюдение броуновского движения в жидкости.

II.  1.Определение теплоемкости твердого тела (Приложение № 3)

2. Определение удельной теплоты плавления льда.

III.  Проверка уравнения теплового баланса.

IV.  Наблюдение за нагреванием и кипением воды с построением графика температуры.

Тема: Электростатика.

I.  Изучение конденсатора. (Приложение № 4)

II.  Определение электроемкости конденсатора.

III.  Изучение последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

IV.  Исследование делимости электрического заряда.

Тема: Электрический ток в различных средах.

I.  1.Изучение зависимости силы тока через проводник от температуры.

2. Изучение односторонней проводимости полупроводникового диода.

3. Изучение транзистора.

II.  1. Определение температурного коэффициента сопротивления вольфрама. (Приложение № 5)

2.Определение температурного коэффициента сопротивления меди.

Тема: Законы постоянного тока.

I.  Изучение зависимость силы тока от сопротивления.

II.  1. Определение ЭДС и КПД источника тока.

2.Определение удельного сопротивления проводника.

3. Расширение пределов измерения амперметра.

4. Расширение пределов измерения вольтметра.

III.  1.Изучение последовательного соединения проводников. 2. Изучение параллельного соединения проводников.

3. Измерение КПД установки с электрическим нагревателем. (Приложение № 6)

Тема: Магнитные явления.

I.  1. Наблюдение спектров магнитного поля постоянного магнита.

2. Изучение электромагнита.

3. Наблюдение взаимодействия проводника с током и магнита.

II.  1. Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита.

2. Проведение практикума

 

Организация и проведение физического практикума.

На первом уроке практикума необходимо:

1.  Провести инструктаж по технике безопасности (повторный).

2.  Провести вступительную беседу, в которой объяснить учащимся специфику и особенности физического практикума.

3.  Познакомить учащихся со списком предлагаемых работ и критериями их оценивания.

4.  Сформировать группы для проведения практических работ.

5.  Назначить консультантов (помощников) из числа учеников.

6.  Повторить понятия абсолютной и относительной погрешности и правил их определения на примере определения очень простой величины (например, площади парты). Ознакомить с памяткой для учащихся «Обработка результатов измерений и вычислений при проведении лабораторных работ».

До проведения практикума целесообразно подготовить консультантов (1-2 чел) из числа наиболее подготовленных учеников. Так как учитель при одновременном выполнении множества работ очень загружен, консультанты выполняют некоторые его функции, помогают одноклассникам выполнять работы. Они так же, при необходимости, выполняют роль лаборантов. Как показывает опыт, через несколько уроков консультанты прекрасно ориентируются в оборудовании и материале работ. Консультанты могут меняться на протяжении практикума, новых можно назначать из числа учеников, которые закончили выполнение работ цикла по одной теме и усвоили материал в полном объеме.

На втором уроке начинается выполнение собственно практических работ. Работы группе учеником предлагаются учителем, исходя из степени их подготовленности. В основном это должны быть работы первого типа, и только для групп, в которые вошли в основном хорошо подготовленные ученики – второго.

Ко второму уроку практикума на партах в кабинете физики уже должно быть расположено оборудование для проведения работ. Комплекты оборудования жестко закрепляются за определенным местом в кабинете, оборудование для выполнения работ одного цикла сгруппировано. По мере выполнения работ одного цикла ученики переходят на другое место, приступая к выполнению работ по другой теме.

Целесообразно по ходу выполнения работ оборудование частично менять и предлагать другие работы.

Последовательность выполнения работ определяется учителем (критерий - наличие оборудования и подготовленность учеников). Работы выполняются по циклам, сложность предлагаемых работ зависит от их успешности. Для одних учеников это могу быть только работы первого типа, а для других – второго и третьего.

Проверка и оценивание практических работ.

Осуществление контроля за ходом выполнения практических работ практикума, их проверка и оценка представляет известную трудность для учителя. В разных случаях можно использовать следующие приемы:

А) наблюдение за ходом выполнения работ;

Б) индивидуальные беседы в ходе выполнения работ;

В) устный зачет по группе работ;

Г) зачетное практическое занятие.

Наиболее оптимальной нам представляется следующая система контроля и оценивания.

Учитель отслеживает степень самостоятельности, сформированность навыков владения оборудованием, соблюдение техники безопасности, уровень общей культуры труда учащихся и фиксирует свои наблюдения. После выполнения данной группой работ цикла группа сдает устный зачет по теме цикла, и все работы цикла одновременно оцениваются в соответствии с критериями оценивания.

При оценке работ учитывается умение составлять план выполнения работы, подготовить лабораторную установку к проведению эксперимента, умение пользоваться лабораторным оборудованием, измерительными приборами, необходимыми для данного эксперимента. А так же умение применять теоретические знания на практике (при снятии показаний с измерительных приборов, расчетах и выводах по результатам эксперимента). Особенно следует обратить внимание на умение выбирать рациональные (или другие) способы выполнения практической работы.

В методической литературе приведены критерии оценивания знаний и умений учащихся.

 

Уровень Достиже ний	оценка	Критерии оценивания практических знаний и умений.
Низкий	1-3	Ученик демонстрирует умение пользоваться отдельными приборами, схему опыта может составить лишь с помощью учителя, выполняет часть работы, допуская существенные ошибки, нарушения правил техники безопасности.
Средний	4-6	Ученик выполняет работу по образцу (по инструкции) или с помощью учителя, результат работы ученика позволяет сделать правильные выводы или их часть, во время выполнения работы допущены ошибки.
Достаточный	7-9	Ученик самостоятельно выбирает необходимое оборудование и собирает установку, выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений. В отчете правильно и аккуратно выполняет записи, таблицы, схемы, графики, расчеты, самостоятельно делает вывод.
Высокий	10-12	Ученик выполняет все требования, предусмотренные для достаточного уровня, выполняет работу по самостоятельно созданному плану, делает анализ, рассчитывает погрешности (если этого требует задача). Более высоким уровнем считается выполнение работы по самостоятельно составленному (оригинальному) плану или на оригинальной установке, с пояснением.

На основе утвержденных МО Украины критериев оценивания практических и лабораторных работ, приведенных выше, были разработаны критерии выставления оценок (по баллам) за практические работы. Четко сформулированные критерии позволяют более объективно выставлять оценки.

Оценка (в баллах)	Критерии оценивания работы
	В тетради ученика записана тема и цель работы.
	В тетради ученика записана тема и цель работы, необходимые приборы и материалы. Сделана таблица для записи результатов.
	В тетради ученика записана тема и цель работы, необходимые приборы и материалы. Сделана таблица для записи результатов. Измерения проведены но с ошибками (неверно).
	В тетради записаны тема, цель работы, необходимые приборы и материалы, сделана таблица для записи результатов. Собрана установка для проведения работы. Некоторые измерения проведены правильно.
	В тетради записаны тема, цель работы, необходимые приборы и материалы, сделана таблица для записи результатов. Собрана установка для проведения работы. Измерения проведены правильно. Не найдена (или найдена неточно) искомая величина или соотношение.
	Результат работы ученика (измерения) позволяет сделать правильные выводы. Найдена искомая величина или соотношение. Вывод по работе отсутствует.
	Работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений. Сделан вывод по проделанной работе, но есть грубые недочеты (не указаны единицы измерения величин, не приведены промежуточные расчеты, отсутствуют необходимые пояснительные рисунки и схемы).
	Робота выполнена в полном объеме, но вывод сформулирован некорректно, есть недочеты.
	Робота выполнена в полном объеме. В отчете правильно и аккуратно выполнены записи, таблицы, схемы, графики, расчеты, самостоятельно сделан вывод.
	Робота выполнена в полном объеме, рассчитаны погрешности измерений..
	Самостоятельно сделан вывод с учетом рассчитанных погрешностей, но есть недочеты.
	Работа выполнена полностью, самостоятельно. Рассчитаны погрешности измерений, сделан грамотный вывод.

У учеников, претендующих на оценку 12 баллов, принимать отчет по работе следует устно. Это позволяет более объективно оценить знания и умения ученика, а так же исключить возможность различного рода описок и технических ошибок, которые могут произойти. Устный зачет выполняет и обучающую функцию – ученик учится формулировать свой мысли ясно, сжато и грамотно, при необходимости отстаивать свою точку зрения. При правильном построении беседы учителем у ученика появляется ощущение своей значимости, восприятия себя как умного человека, переживание своей успешности.

3. Основные проблемы, возникающие при проведении практикума

1.  В учебнике 10-го класса не изложен материал повторения за курсы предыдущих классов. Некоторые темы учениками забылись, и необходимо перед работой провести их повторение. Для организации повторения кратко изложенный теоретический материал помещается в инструкцию по проведению практической работы.

2.  Правила определения абсолютных и относительных погрешностей измерений физических величин в рекомендованном учебнике Гончаренко не приведены и в процессе предыдущей работы редко вспоминаются.

Для оптимизации расчета погрешностей учителю необходимо подготовить и размножить памятку для учащихся «Об обработке результатов при проведении лабораторных работ» (Приложение № 1). Конкретные формулы для расчета абсолютной и относительной погрешности необходимо приводить в инструкциях по проведению работ.