Применение опытов при проблемном обучении

Применение опытов при проблемном обучении

Дидактическая модель проектной деятельности по

разработке проблемных опытов

Осознание и принятие проблемных ситуаций классом при проблемном обучении существенно облегчится, если такие ситуации будут создаваться не учителем, а школьниками, выполняющими демонстрационные опыты. Но для этого необходима предварительная подготовка учащихся. Такая подготовка окажется совершенно естественной, если демонстрационные опыты учитель будет готовить вместе со школьниками в рамках внеурочной проектной деятельности. Учащимся можно поручить изготовление простейших приборов, конструирование экспериментальных установок, выполнение упрощенных вариантов опытов в домашних условиях, наблюдение и фотографирование явлений, создание презентаций опытов и т. д. Итогом этой деятельности является демонстрационный эксперимент, который школьник готов показать и объяснить классу, а затем сформулировать связанную с этим экспериментом проблему, решение которой будет получено в совместной познавательной деятельности всех учащихся, организованной и управляемой учителем.

Кратко перечислим основные этапы проектной деятельности учащихся по подготовке эксперимента вне урока и демонстрации его на уроке физики.

Пример проблемного опыта при изучении механики.

Для разработки дидактических ресурсов по механике нами использованы статьи и учебники физики. Шарик, танцующий в воздухе, описан в книге [ 50,c.349–350 ]. Разобраться в теории этого опыта поможет учебник [ 52 ]. Вариант опыта, когда для создания струи воздуха используется воздушный шар, предложен В. А. Семериковым на 19 конференции «Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения».

Опыт по относительности механического движения с использованием подскакивающих шариков рассмотрен в работах [ 25, 28, 37 ].

1. Шарик, танцующий в воздухе

1. Проект: Исследование движения шарика в струе воздуха.

2. Оборудование: 1) стеклянная трубка, короткий конец которой

отогнут под прямым углом; 2) медная проволока; 3) легкий шарик.

3. Задание. Хорошо известен старинный опыт с шариком, танцующим в воздухе. Для его выполнения на короткий конец изогнутой под

прямым углом стеклянной трубки надевают скрученную конической спиралью проволоку так, чтобы получилась небольшая корзинка. В проволочную корзинку на конце трубки помещают шарик и начинают дуть

в другой конец трубки сначала слабо, а потом все сильнее и сильнее.

Шарик поднимается и удерживается в струе воздуха.

Попробуйте выполнить этот старый опыт на современном оборудовании. Напомним, что струю воздуха дают пылесос, фен (рис. 1) или

предварительно надутый воздушный шарик (рис. 2), а масса шарика для

пинг–понга невелика.

4. Результат выполнения. Включают фен и направляют струю воздуха вертикально вверх. В поток воздуха, созданный феном, вводят шарик для пинг–понга и отпускают. Шарик зависает на некоторой высоте над соплом фена и начинает «плясать» в потоке воздуха. При этом он непрерывно крутится и совершает как горизонтальные, так и вертикальные перемещения. Если поворачивать фен, отклоняя струю от вертикали, то до определенного угла наклона шарик удерживается в струе (рис. 1).

5. Объяснение. Шарик поднимается над соплом потому, что поток

воздуха оказывает на него давление, направленное снизу вверх. Шарик

поддерживается струей воздуха на такой высоте, на которой сила давления потока воздуха становится равной по модулю силе тяжести, действующей на шарик. Шарик крутится в воздушной струе потому, что струя

неоднородна и давление воздуха с одной стороны шарика больше, чем с

другой.

рис.1

6. Проблема. Почему шарик держится в струе воздуха устойчиво?

Иными словами, почему шарик, отклонившись от центра струи, возвращается обратно в струю? Почему, если струю немного наклонить, то

шарик остается в струе?

Рис.2

7. Решение проблемы. Суть дела в том, что по закону Бернулли давление в потоке воздуха всегда меньше, чем в неподвижном воздухе. Поэтому отклонившийся от центра струи шарик втягивается обратно в струю. В этом можно убедиться, если подвесить шарик на нити и сбоку возле шарика пустить струю воздуха в горизонтальном направлении.

Рис.2

7. Решение проблемы. Суть дела в том, что по закону Бернулли давление в потоке воздуха всегда меньше, чем в неподвижном воздухе. Поэтому отклонившийся от центра струи шарик втягивается обратно в струю. В этом можно убедиться, если подвесить шарик на нити и сбоку возле шарика пустить струю воздуха в горизонтальном направлении.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/460430-primenenie-opytov-pri-problemnom-obuchenii