Навигация
Завдання типу "Чорної скриньки"
11979
знаков
1
таблица
10
изображений
” як засіб формування у студентів навиків стилю наукового дослідження
У державному стандарті фізичної освіти особлива увага звертається на розвиток наукового мислення і творчих здібностей молоді. На сучасному етапі проблема розвитку творчого мислення набуває особливого значення. Україні потрібні інтелектуально розвинені, творчо обдаровані особистості. Реалізувати цей аспект навчання студентів можна лише за умови їхньої активної розумової діяльності у процесі здобуття знань та формувань практичних умінь та навичок.
Значною мірою цьому сприяє розв’язування фізичних задач, особливо експериментальних, які є усвідомленою інтерпретацією наукових методів пізнання. Робота з експериментальними задачами вимагає від студентів неординарного, творчого мислення, наближає їх на прикладі реальної ситуації задачі до творчої уяви, самостійної постановки методів і шляхів розв’язання проблеми, до стилю наукового дослідження.
Члени науково-методичного гуртка протягом кількох років займаються вирішенням названої проблеми шляхом розробки і виготовлення експериментальних завдань типу “чорної скриньки”. Спостереження свідчать, що учням і студентам подобаються завдання такого типу, вони збуджують інтерес до вивчення фізики, змушують їх проявити свою індивідуальність, стимулюють самостійну активність, моделюють дослідницькі методи наукового пізнання фізики, формують навички наукової праці. Нами розроблено і виготовлено десятки різноманітних завдань типу “чорної скриньки”, які успішно демонструються вчителям фізики на обласних семінарах, і досліджують їх систематично переможці обласної фізичної олімпіади при підготовці до участі у всеукраїнській олімпіаді. Над цими завданнями з цікавістю працюють студенти нашого факультету на заняттях фізпрактикуму та при написанні курсових робіт з методики фізики.
Завдання типу “чорної скриньки” за змістом можуть бути різноманітні: з механіки, електрики, магнетизму, оптики та інші. Наприклад, при вивчені магнітних явищ у 8 класі можна використовувати “чорні скриньки” у формі кубиків, всередині яких закріплено керамічні магніти з довільною орієнтацією магнітних полюсів. За допомогою індикатора – магнітної стрілки або компаса потрібно дослідити розміщення магнітів у ящику.
Ще більшу цікавість викликає дія “чорної скриньки” на піднесену до неї учнівську ручку: загоряється сигнальна лампочка і дзвонить електродзвінок. Виявляється, що в учнівську ручку вмонтовано циліндричний магніт, який при піднесені до “чорної скриньки” своїм магнітним полем діє на геркон, що замикає просте електричне коло електродзвінка і лампочки.
Найчастіше завдання типу “чорної скриньки” використовують при розв’язуванні задач на розрахунок електричних кіл. Така скринька має вигляд непрозорої коробки, в якій містяться електричні елементи (резистори, конденсатори, діоди та інші), певним чином з’єднані між собою. На коробці встановлюються затискачі, з’єднані з вузловими точками схеми. Користуючись джерелом струму і відповідними вимірювальними приладами, пропонується визначити характер використаних елементів та зобразити можливий варіант схеми їх з’єднання.
Отже, “чорна скринька” – це закрита система, яка має “вхід” і “вихід”, внутрішній вміст якої потрібно визначити. Для цього на вхід “чорної скриньки” подається певний сигнал від джерела постійної або змінної напруги, звукового генератора та ін., а на виході знімається певна інформація за допомогою вимірювальних приладів, а тоді на основі дослідження отриманих результатів необхідно “відкрити” вміст “чорної скриньки”. Таким чином, у розв’язуванні завдань типу “чорної скриньки” формуються елементи наукового дослідження: на основі інформаційних фактів висувається гіпотеза структури “чорної скриньки”, яка перевіряється дослідно і підтверджується або відкидається.
Для прикладу розглянемо методику дослідження “чорної скриньки”.
Задача 1. За допомогою омметра дослідити, які елементи електричного кола є в “чорній скриньці”. Накреслити схему з’єднань цих елементів. “Чорна скринька” має чотири клеми, позначені цифрами 1, 2, 3, 4.
Розв’язання
Дослідження вмісту “чорної скриньки” в цій задачі зводиться до того, щоб за допомогою омметра знайти опір між кожною парою клем “чорної скриньки” і результати записати у відповідну таблицю. Нехай одержимо такі дані:
Аналіз
| Серії дослідів | І серія | ІІ серія | ІІІ серія | IV серія |
| Вимірювання опорів між клемами | 1-2 1-3 1- 4 | 2-3 2- 4 2-1 | 3-4 3-1 3-2 | 4-1 4-2 4-3 |
| Результати вимірювань | R1 R3 100 300 0 | R2 R1 R1 200 100 100 | R3 R3 R2 300 300 200 | R1 R3 0 100 300 |
Порівняємо результати вимірювань опорів у прямому і зворотному напрямках, тобто варіанти дослідів 1-2; 2-1; 1-3; 3-1; 1-4; 4-1; 2-3; 3-2; 2-4; 4-2; 3-4; 4-3. Ці опори мають відповідно однакові значення. Отже, в колі відсутні діоди, а сталість показів омметра доводить, що конденсатори також відсутні. У “чорній скриньці”, очевидно, є лише резистори. Накреслимо можливі варіанти з’єднання резисторів (Мал.2).
На основі результатів вимірювань, порівнюючи одержані схеми, синтезуємо їх в одну. Схеми І і ІV серій тотожні, а тому вивчають тільки серії І, ІІ і ІІІ. З 1 схеми видно, що клеми 1 і 4 з’єднані між собою, а тому резистор R1 між 2 і 4 клемами в схемі 2, а також резистор R3 між клемами 1 і 3 в схемі 3 зайві. З першої й другої схем видно, що між клемами 1 і 2 увімкнено резистор R1, а зі схем 2 і 3 з’ясовуємо, що між клемами 2 і 3 увімкнено резистор R2. Зі схеми 3 випливає, що ніякого резистора R3 не існує, а він, очевидно, є результатом з’єднання резисторів R1 та R2. Отже, можна на основі синтезу всіх схем припустити (висунути гіпотезу), що в “чорній скриньці” є два резистори опорами R1 та R2, які з’єднані за схемою малюнка 3.
Перевірка за результатами вимірювань опо-рів омметром на основі таблиці та за схемами 1 – 4 підтверджують достовірність нашого припу-щення.
Проаналізуємо ще один приклад застосу-вання елементів наукового дослідження при розв’язуванні задачі типу “чорної скриньки”.
Задача 2. Дано “чорна скринька” з клемами А і В. За допомогою джерела струму (гальваніч-ний елемент з e = 1,5 В) і амперметра визначити, яке електричне коло міститься в середині “чорної скриньки”.
Розв’язання
Щоб отримати факти, на основі яких можна було б висунути припущення (гіпотезу) про вміст “чорної скриньки”, потрібно спочатку запланува-ти різні варіанти експериментального досліджен-ня, враховуючи умову задачі, що дано лише амперметр і джерело струму.
Очевидно, після обдумування тут можливі такі варіанти дослідження:
Похожие работы
... є найсуттєвішою умовою отримання нових знань, бо в основі всіх методів пізнання лежать об'єктивні закони дійсності. Сума окремих методів, які застосовуються для проведення наукових досліджень у межах тієї чи іншої науки, становить її методологію. Це поняття може мати два значення. По-перше, як вже сказано, методологія - це сукупність пізнавальних засобів, методів, прийомів, що застосовуються в ...
... А чи розвісили ви шпаківні? (75 слів.) Наступним етапом експериментального дослідження стало виявлення його методичної ефективності та визначення перспектив удосконаленої методики опрацювання прикметника у початкових класах. 2.2 Ефективність експериментального дослідження Метою педагогічного експерименту було виявлення ефективності використання пропонованих вправ та завдань при вивченні ...
... Обучение грамоте в 1 классе четырехлетней начальной школы: Пособие для учителей. –К.:Рад. Шк., 1987- 161С./Б-ка учителя нач.кл./. 11. Вашуленко М.С. Специфіка навчання грамоти шестирічних першокласників // Навчання вихователя шестирічних першокласників.-К.,1990.-С.91-102. 12. Гудзик І.П. Деякі проблеми навчання шестирічних учнів.//Навчання і навчання шестирічних першокласників.-К.,1990.-С.412- ...
... ії і явища, які відбуваються в суспільстві, оточуючому середовищі. Комерційна інформація - це відомості про ситуації на ринку різних товарів і послуг. Призначення комерційної інформації в тому, що вона дозволяє фірмам аналізувати свою комерційну діяльність, планувати її та здійснювати контроль за результатами цієї діяльності, тобто за отримуванням прибутку. Джерелами комерційної інформації є: ...
0 комментариев