Практические и экспериментальные работы

Несмотря на то, что экспериментально-практическая подготовка учащихся в последние годы значительно улучшилась, она все еще недостаточна и не полностью отвечает требованиям к выпускникам школы.

Устранить этот недостаток можно, усилив роль учебного эксперимента в обучении и усовершенствовав контроль за процессом формирования практических и экспериментальных навыков.

Контроль такого назначения требует учебно-материального обеспечения: приборов, установок, инструментов, моделей макетов и т. д.

Поскольку требования к умениям учащихся оговорены в программе по каждому классу, то уровень их сформированности следует проверять в течение всего учебного года в каждом классе. Экзаменационный контроль — завершающий этап проверки.

Остановимся на наиболее распространенных способах проверки.

1. Учебный эксперимент при текущей проверке знаний учащихся. Как справедливо считает известный ученый-методист Б. С. Зворыкин, учебный эксперимент при проверке знаний должен занять такое же важное место, как и при объяснении, нового материала. Например, ученик может продемонстрировать хорошее знание трансформатора, если будет пользоваться не только схемой прибора, но и натуральным учебным трансформатором. Принцип действия трансформатора, особенности устройства сердечника он объяснит, основываясь на явлении электромагнитной индукции.

Элементы теории трансформатора изложит по чертежам и записям на доске. Учащиеся должны воспроизводить только основные и простые эксперименты, не требующие сложных установок или специальных экспериментальных навыков и профессионального мастерства (демонстрирование молекулярного сцепления свинцовых цилиндров,- опыты с «воздушным огнивом») и больших затрат времени (диффузии, получение оптического спектра с помощью щели и призмы).

В условиях усиления подготовки учащихся к производительному труду уровень требований к знаниям, связанным с учебным экспериментом, должен быть поднят до уровня требований к знаниям теории.

2. Фронтальные контрольные лабораторные работы. Кроме умений работать с приборами, эти работы дают возможность выяснить уровень накопившегося у учащихся опыта по самостоятельной постановке повторных исследований экспериментального характера (умение его планировать, описывать ход, проводить измерения, вычислять погрешности измерений, теоретически обосновывать и т. д.). А повторных потому, что на контрольные работы выносятся только те темы, которые есть в программе.

Проверку проводят на I и II уровнях усвоения. Например, в конце обучения в IX классе на контрольную лабораторную работу выносят тему «Определение удельного сопротивления проводника». Предметом измерения тут является уровень сформированности умения (навыка) пользоваться микрометром, амперметром и вольтметром, а также умения определить на практике удельное сопротивление проводника.

Кроме того, можно выяснить, овладел ли учащийся приемами сбора электрической цепи (правильно ли включает реостат, аккумулятор, приборы и т. д.), а также наличие (или отсутствие) стереотипов по самостоятельной постановке экспериментального исследования.

Может показаться, что воспроизведение ранее выполненной лабораторной работы — задание слишком легкое и поэтому нельзя будет объективно судить об истинном уровне умений учащихся. Между тем это не так. Повторное выполнение экспериментальной работы является достаточно хорошим измерителем уровня сформированности умений. Практика показывает, что нередко этот уровень невысок и периодически его следует проверять.

Иногда в тематику фронтальных контрольных работ предлагают включать новые, незнакомые или очень измененные экспериментальные задания. О таких работах речь будет ниже, а здесь скажем, что для стандартизованного фронтального контроля выбираются только программные лабораторные работы или аналогичные им.

Не желательно предлагать всем учащимся во время контроля выполнять одну и ту же работу. Если работа, например, проводится в конце полугодия, то на контроль выносят все лабораторные работы, которые проводились в классе до контрольного урока. Каждый ученик вспоминает только один вариант работы. Методическая деталь: до урока на лабораторных столах выставляют оборудование. Учащиеся сами выбирают вариант для самостоятельной работы. (Допускается использование учебника).

Бывают случаи, когда самостоятельное экспериментирование по уже известному образцу многим учащимся не удается. Тогда подобные уроки проводить бесполезно. Зачем контролировать еще не привитые многим учащимся практические навыки? Такой контроль преждевременен.

3. Индивидуальные контрольные лабораторные работы. Эти работы проводятся регулярно и их организация связана с уплотненным опросом. За 12—15 мин такого опроса, пока отвечают другие одноклассники, ученик успевает подготовиться к ответу по контролируемой лабораторной работе. Поскольку такую работу он уже проводил, то на основании приобретенного опыта может описать общий ход работы и провести одно-два (по указанию учителя или по собственной инициативе) практических действия (собрать установку, выполнить измерение и др.).

Задание для индивидуальной контрольной лабораторной работы пишут на карточке; указывается тема работы и называются те практические действия, которые должен выполнить ученик. Если он допускает ошибки, учащиеся их комментируют. Все оборудование для индивидуальной контрольной лабораторной работы должно быть на демонстрационном столе. Ученик может и сам отобрать оборудование и материалы. Подбирая задания-измерители уровня сформированности практических действий, нужно учитывать время, необходимое для подготовки к ответу. Приведем примерную карточку.

VIII класс. Тема лабораторной работы: Определение коэффициента трения скольжения.
1. Отберите необходимое для такого измерения оборудование.
2. Расскажите ход лабораторной работы.
3. Пользуясь оборудованием, измерьте силу трения F бруска по дереву.

На материале одной и той же ранее выполненной учащимися лабораторной работы, учителя составляют измерители для проверки знаний и практических умений двух-трех учащихся. Например, после того как была выполнена в IX классе лабораторная работа на тему «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока», составляют карточки, включающие 2—3 нижеприведенных (или других) заданий:

1. Дайте теоретическое обоснование лабораторной работы по измерению ξ и r источника тока.
2. Назовите и отберите необходимое для этого оборудование.
3. Используя имеющееся оборудование, соберите электрическую цепь по схеме (рис. 15).

4. Определите и запишите в таблице 10 характеристику амперметра (вольтметра)
5. Присоедините вольтметр к клеммам источника тока и измерьте напряжение.

При индивидуальных опросах учащимся разрешается пользоваться тетрадями для лабораторных работ. Это имеет особый смысл тогда, когда контроль используется для коррекции процесса формирования практических умений. Проверяя лабораторные работы, особое внимание следует уделить такому вопросу, как овладение учащимися умениями вычислять погрешности измерений.

4. Коллективные творческие контрольные лабораторные работы. Кроме вышеуказанных проверочных функций, эти работы позволяют выяснить умение целенаправленно и инициативно работать в коллективе, распределять роли, учитывать степень развитости обучаемых, их способности к групповому творческому мышлению.

Чаще коллектив создается из учеников примерно равного уровня подготовки и развитости мышления, с одинаковой мотивацией. Они обычно выполняют лабораторные работы, тесно связанные с содержанием изучаемого материала, но которых нет в программе. Возможен также усложненный вариант программной лабораторной работы. Такие лабораторные работы проводятся по желанию и практикуются, начиная с VI класса.

5. Фронтальные контрольные экспериментальные работы. При проведении этих работ ставится цель проверить уровень сформированности экспериментальных умений. Такие работы просты по технике выполнения и не должны занимать много времени (12— 15 мин.). Для их проведения используют уже известное учащимся оборудование. Чаще всего таким способом проверяем, умеют ли учащиеся обращаться с приборами, инструментами, установками, измерять физические величины, вычислять погрешности (VIII— X классы).

Поставив приборы на демонстрационном столе, учитель спрашивает: «Как называется этот прибор?», «Какую физическую величину можно им измерить?», «Определите цену деления прибора», «Как включается прибор в электрическую цепь?», «Нарисуйте схему», «Измерьте...».

Фронтальную практическую контрольную работу можно проводить по вариантам. Оборудование для практической работы выставляется заранее на столах учащихся. Тут же находится карточка-задание на измерение. Однако таких измерений должно быть не более одного. Например, если в VI классе фронтальная контрольная работа на измерение массы тела на рычажных весах целесообразна, то контроль умений измерять плотность твердого тела в такой форме себя не оправдывает, поскольку займет более 15 мин.

6. Индивидуальные контрольные практические работы. Их можно проводить систематически при индивидуальном опросе. В одних случаях они являются единственным заданием отвечающему у доски ученику, в других — составной частью теоретического задания.

Например, в VII классе при проведении уплотненного опроса двум учащимся дают контрольные задания, включающие практическую часть. Теоретическая часть задания первого ученика — вывести соотношение , второго — . Практическое задание для первого—-собрать цепь последовательного соединения проводников, для второго — измерить силу тока в одном из участков, собранной первым учеником цепи. На лабораторном столе должно быть оборудование: источник тока, два проводника сопротивлением R₁ и R2, реостат (2 А, 10 Ом), лабораторный амперметр (школьный) и вольтметр (школьный), ключ, проводники.

Если устный контроль включает задание на предметную исполнительскую деятельность, то это позволяет значительно увеличить частоту контроля практической вооруженности учащихся и способствует формированию более стойких умений и навыков.

7. Индивидуальные практические работы творческого характера. Эти работы выполняют только ученики, которые проявляют повышенный интерес к физике и любят конструировать, монтировать, проводить опыты и эксперименты, ремонтировать приборы, изготавливать модели, фотографировать, снимать кинофильмы и т. п.

В то же время, работы творческого характера, являясь добровольными, должны быть обязательным объектом проверочно-оценивающей деятельности учителя. Все эти задания, как правило, имеют IV уровень сложности. Это хорошие измерители многих качеств личности: наличия или отсутствия мотивации, учебной и практической активности, ответственности и трудолюбия, творческого переосмысливания усвоенных знаний и т. д.

Многие из таких заданий долгосрочные. Ученик (группа) выполняет их несколько месяцев. Важно дать возможность ему выступить перед коллективом класса или школы с результатами. Например, в X классе небольшая информация учителя о записи и воспроизведении звука в кино будет для учащихся значительно интересней, если продемонстрировать любительский озвученный фильм, подготовленный во внеурочное время группой учащихся. При этом необходима, конечно, и соответствующая оценка их творческой деятельности.