Experimentul de demonstrație este una dintre cele mai importante componente ale fizicii didactice. Experiențele realizate în fața audienței copiilor de către profesor urmăresc mai multe goluri.
În primul rând, ele prezintă într-o formă mai mult sau mai puțin pură esența fenomenului fizic, permițând studenților să reprezinte mai clar obiectul studiat.
În al doilea rând, experimentul contribuie la o mai bună memorare a regularității studiate, deoarece provoacă o activitate sporită a activității mentale a studenților devenind "complici" ai experimentului.
În al treilea rând, experimentul demonstrativ, condus cu pricepere și vizual de către un profesor cu experiență, se află în centrul lanțului de formare a competențelor practice ale cursanților. Legăturile ulterioare ale unui astfel de lanț sunt reprezentate de experimentele de clasă întâi și de acasă, de lucrările de laborator și de lucrările atelierelor fizice finale.
Fără să atingem alte aspecte la fel de importante ale întrebării, să ne ocupăm în detaliu de ultimul gând - experiment ca punct de plecare al activității profesorului de a preda elevilor abilități practice. La urma urmei, vizionarea acțiunile cadrelor didactice calificate cu dispozitivele instalate pe masa de demonstrație, studentul primește suma cunoștințelor de bază, sunt necesare pentru acțiunile independente ulterioare în timpul efectuării lucrărilor în cadrul programului. În acest sens, profesorul, conceperea și pregătirea experimentelor trebuie să interpreteze în mod creativ toți factorii metodic și psihologice, nu doar pentru a arăta acest fenomen fizic, dar, de asemenea, pentru a oferi studenților cunoștințele și aptitudinile pentru viitorul muncă independentă. Care sunt formele și metodele de implementare a sarcinii?
În primul rând, observăm necesitatea unor astfel de experimente, în care fiecare elev ar fi cel mai activ participant la ceea ce se întâmplă. Această expresie este participarea activă a tuturor nu trebuie înțeles ca în mod necesar să participe fizic la experiment, cel mai mare număr de studenți: la experiența maloprodumannoy organizarea poate implica întreaga clasă să se rotească mânerul pentru a descărca pompa sau instrucțiuni pentru mai mulți studenți dețin diferite părți ale plantei, dar poate fi doar o prezență activă pe care , rezolvarea altor probleme, în ceea ce privește abilitățile de predare nu poate da aproape nimic. Condiția principală pentru participarea activă la clasa a efectuat experimentul demonstrativ este o înțelegere clară a tuturor membrilor săi din momentele centrale: Care este scopul de a crea un experiment, un mod de profesor ales pentru a realiza, și ce scopul fiecărei părți (unitate) utilizată de instalație. Pe scurt, nu ar trebui să investească timp înainte de introducerea experienței, care va evidenția principalele puncte: ce, cum, și folosind ceea ce vom studia în acest experiment.
Să arătăm ca un exemplu concret o demonstrație obligatorie din cursul clasei a XI-a "Observarea interferențelor valurilor de pe suprafața apei". Se prepară pe setarea masa de demonstrație cu o oglindă baie bine-cunoscut în jos, să formuleze esența problemei: pentru a studia propagarea undelor generate de cele două vibratoare, și se compară cu propagarea undelor excitate de un vibrator. Vom explica faptul că în cazul în care suprafața apei pentru a iniția un val, crestele alternative și jgheaburi se va acționa asupra luminii transmise ca un sistem de lentile mobile (cu elevii lor sunt deja familiarizați cu cursul de clasa a VIII). Datorită acestui fapt, vom vedea pe ecran o imagine activă a zonelor luminoase (colecția de lumină) și a zonelor întunecate (dispersie luminată).
Participarea activă a studenților în experiența în curs de desfășurare și promovează diviziunea judicioasă în părți logice, care permite să păstreze în domeniul învățării active, cel mai lent în gândirea elevilor. Astfel, în experimentul descris valuri excitat primul pe suprafața apei printr-un simplu un timp „scufundare“ vârful unui creion sau o șurubelniță, pentru a convinge publicul de validitatea argumentelor noastre în ceea ce privește colectarea și dispersarea lentile. După care excita val de echilibru folosind vibratorul instrumente standard cu un singur sfat, și se repetă experimentul de mai multe ori, ne-am schița pe plan tablă și notebook-uri de imagine a unui val sferic cu discuția sa imediată. Ca rezultat, suntem subliniind că, în această situație probabilitatea răspândirii energiei valurilor în mod egal în toate direcțiile.
Și numai după aceea vom trece la partea principală a experimentului - luarea în considerare a modelului de undă creat de doi vibratoare care lucrează concertat. Dupa repetarea acesteia repetate și compararea cu modelul tutorial corespunzător dezvăluie principal redistribuție fenomen caracteristică radiat vibratoarele energia valurilor în spațiu, apariția „permise“ direcții (linia maxima) pe care este furnizat energie și zonele „interzise“ (liniile minima), în care energia nu curge. De altfel, trebuie remarcat faptul că tocmai în această lecție trebuie să convingă elevii că esența interferență este în redistribuirea spațială a energiei și că tehnica pe care le folosim pentru identificarea minimelor de interferență - „în aceste punctul doi val de vin, dar în faze opuse, din cauza a ceea ce se întâmplă în scădere de amplitudini „este arbitrară și artificială, deoarece aceste valuri de puncte nu vin deloc de la oricare dintre vibratoarele și că această redistribuire a distribuției de probabilitate a energiei și dezvăluie ea linii diferența pivot a radiației undelor de la mișcarea fasciculului de corpuscul.
Cel mai important mod de a rezolva problema pusă împărtăși abilități practice este o căutare activă pentru un profesor în strategia experimentului demonstrativ, în scopul de a maximiza apropierea de experimentul frontal. De exemplu, puteți afișa un electroscop de lucru al optulea elev de clasa folosind o iluminare specială a scării și chiar arată un aparat de fotografiat, care va îmbunătăți în mod semnificativ aspectul imaginii chiar și cu ultimul lot. Mult mai important este combinația unei astfel de demonstrații cu lucrarea frontală simplă preliminară a cursanților. Fiecare elev primește două benzi de hârtie de ziar de aproximativ 3x20 cm (au cu siguranta nevoie pentru a pre-uscat bine despre radiatoare, gresie sau lămpi!). Ținând într-o mână, a pus împreună capetele superioare ale benzilor, studentul ar trebui să fie de trei degete de altă parte, pentru a freca benzile, provocând repulsie lor energetică, pe deplin explica ideea electroscopului. În mod similar, într-o demonstrație a grilajului de difracție a luminii transmise este mai bine să nu pentru a proiecta imaginea de pe ecran a unui spațiu îngust, cu ajutorul luminii care trece prin aproprierea proiectorului răzuirea, așa cum a recomandat practic toate literatura metodologică în, și să dea grila de elevi (fiecare, sau unul pe masă ) și îi invită să vadă prin ea la setul de pe lampă de masă demonstrație cu un fir lung și subțire (de tip SMC), care aduce demonstrația mai dat urmat OBLIGATORIU Lucrare de laborator "Determinarea lungimii unui val de lumină cu ajutorul unei grătare de difracție".
Un factor important care contribuie la soluționarea sarcinii Parsed este constantă și răspândirea persistentă privind experimentul demonstrație a unuia dintre cele mai importante principii metodologice generale - crearea situației problemă, de preferință, una care ar fi exasperati cursanților la o nouă rundă, mai profundă a acțiunilor mentale, care să permită atât convins încă o dată deja a stabilit regularitățile fenomenului și a dezvălui noi, mai adânci. Să continuăm în această privință discuția despre lecția privind interferența undelor mecanice. După clarificarea esența fenomenului și discuția privind coerența studenților ni se cere să facă drumul lor în următorul experiment: pe masă, la o distanță de 1-1,5 m unul de altul sunt instalate două difuzoare identice conectate la generatorul de sunet care funcționează la o frecvență de aproximativ 1 kHz. Elevii sunt invitați să stea în picioare și, lăsând masa și mutând încet înainte și înapoi, să asculte și să evalueze volumul sunetului perceput. Aproape imediat, toți participanții experiență de captare caracteristica principală a studiului picturii: prezența de zone în care sunetul se aude mai tare, iar zonele în care sunetul este mai liniștită, și anume model de interferență clasică a undelor sonore, din care se concluzionează că universalitatea fenomenului interferență de studiu, deoarece undele din al doilea experiment sunt longitudinale, în timp ce un val de pe suprafața apei - cruce. Și apoi pasul următor: întreba din nou cu mai multă atenție „asculta“ câmpul de sunet al celor două difuzoare, conectat pentru a crește rezoluția de o ureche (de preferință, cu o batistă), și asigurați-vă că totalul minimele, adică, zone, în care sunetul, în general, nu ar ajunge, nu, în timp ce în primul experiment aceste zone erau. Nu toți elevii înțelege imediat motivul pentru astfel de diferențe, și apoi ne întoarcem la prima experiență de spectacol și o instalație parte importantă, care, la începutul concentreze lecție în mod deliberat nu a abordat: fâșii de pânză, prevăzute în jurul perimetrului de a absorbi undele. Clarifica faptul că, în al doilea experiment în clasa fiecare punct ar putea veni nu doar valuri de înmulțire „direct“ de la boxele în mod clar „redistribuit“ în spațiul din cauza fenomenului de interferență, dar valurile trecut reflexia de pereți, inclusiv repetate.
O metodă extrem de importantă care încurajează elevii să-și dezvolte abilitățile practice în timpul experimentului demonstrativ este utilizarea elementelor care pot fi îndeplinite de către studentul însuși la domiciliu ca o continuare a experimentului și chiar a cercetării sale independente în profunzime. Literatura metodică internă conține o mulțime de astfel de recomandări, dar ne vom limita la câteva exemple în cadrul lecțiilor discutate în acest articol.
Exemplul 2. După demonstrarea interferenței undelor sonore (cu două difuzoare), îi vom întreba pe studenți despre următoarea întrebare: cum se va schimba modelul de interferență dacă se schimbă distanța dintre vibratoare? Pentru a rezolva această problemă, elevii primesc o sarcină grafică de acasă. Pe o foaie de hârtie în format A4 obișnuit, trebuie să deseneze un "snapshot" al modelului de interferență de la cele două vibratoare folosind o busolă; Folosind creioane de diferite culori pentru imaginea crestăturilor (densități) și depresiuni (descărcări), diferite distanțe între vibratoare ar trebui să fie alese pe o parte a foii. Marcaj stilou sau pâslă carioca linii maxime și minime (fig. 2, 3), ei sunt capabili de a face personal sigur că mai aproape unul de alți emițători val sunt situate, cu atât mai mare maximele spațiere. Acest lucru este de mare importanță pentru studiul în continuare a undelor de lumină atunci când se analizează experimentul fundamental lui Young cu două fante, a cărui finețe (nevoia de sloturi foarte apropiate între ele și observația de model de la distanță) este stagiarii foarte ușor percepute. Să remarcăm întâmplător că foile acumulate în fizkabinete cu aceste sarcini pot fi folosite de către profesor ca o fișă de pregătire pentru clasele următoare.
În concluzie, trebuie remarcat faptul că nu fiecare lecție, și nici măcar în fiecare subiect oferă o oportunitate pentru activitatea acestei direcții în cursul experimentului demonstrativ, dar acest lucru este foarte de dorit ca din instituțiile noastre de învățământ (licee și școli profesionale) a ieșit cât mai mulți oameni posibil care, prin utilizarea parabole bine-cunoscut fizician sovietic restante PL Kapitsa nu numai să cunoască principiile de funcționare a motorului electric, dar, de asemenea, să știe unde trebuie să lovit cu un baros, pentru a opri motorul câștigat!