Организация исследовательского домашнего эксперимента в школьном курсе физики по теме «Звук»

Контроль знаний учащихся и психолого-

педагогическая диагностика экспериментально-

исследовательской деятельности учащихся по физике

Важное стимулирующее значение имеет осуществление контроля за выполнением данного вида работ. Домашняя экспериментальная работа оценивается наряду с другими работами учащихся.

Применяемые в процессе обучения контрольные мероприятия являются следующими:

   Текущий контроль осуществляется во время индивидуального и фронтального опроса учащихся. Он может быть проведен в различной форме: в виде сообщения ученикам вывода по результатам домашнего эксперимента, ответа на вопрос, поставленный учителем о его домашней экспериментальной работе, проверка оформления домашней лабораторной работы в тетради и т.п. В текущий контроль входят фронтальная, выборочная и специальная проверка выполнения домашнего задания экспериментального характера. Фронтальная проверка заключается в просмотре тетрадей для домашних опытов и наблюдений всех учащихся, выборочная – некоторых учащихся, специальная проверка – это ответы учащихся по домашней экспериментальной работе с демонстрацией проведенного опыта, прибора или модели;

   Тематический контроль знаний обычно проводиться после завершения определенной темы учебного материала. После изучения темы желательно подвести итоги выполнения домашних экспериментальных заданий по данной части системы, провести проверку тетрадей, включить в контрольную работу экспериментальные задания или дать на дом экспериментальные задания, выполнение которых требует знаний основных изученных положений, понятий, законов;

   Рубежный контроль – письменные контрольные работы, организуемые по окончанию изучения учащимися отдельных смысловых частей изучаемого материала с последующим собеседованием с преподавателем по содержанию зафиксированных решений;

   Защита лабораторных работ – контроль овладения учащимися методов решения задач на базе экспериментальных исследований;

   Итоговое зачетное занятие – каждый учащийся отчитывается о выполнении предусмотренных учебным графиком видов учебной работы, при этом выявляется соответствие качества этой работы установленным уровням и критериям;

   Промежуточная аттестация – проводиться в профильных классах по итогам полугодия и учебного года – зачеты по отдельным предметам во время зачетной недели; экзамены – по решению научно-методического совета положению об итоговой аттестации в школе.

        За четверть выставляется оценка по результатам текущей проверки знаний и умений учащихся, сформированных в процессе выполнения экспериментальной деятельности, «накопляемость» оценок бывает очень высокой, и они влияют на четвертные оценки. Годовой контроль заключается в следующем: в полугодовые контрольные работы следует включать задания экспериментального характера или задания на анализ явлений, в конце года можно провести домашнюю экспериментальную контрольную работу для подведения итогов домашней экспериментальной деятельности учащихся за год.

  Психолго-педагогическая диагностика призвана, во-первых, обеспечить правильное определение результатов обучения; во-вторых, руководствуясь выработанными критериями, определить уровень сформированности у учащихся знаний, умений, навыков, уровень их развития и, с учетом полученных данных, свести к минимуму ошибки при переводе учащихся из одной группы в другую.

В диагностической деятельности мы выделяем, прежде всего, следующие аспекты: а) сравнение; б) анализ; в) интерпретация.

В основе сравнения лежат три соотносительные нормы. Результат индивидуальной успеваемости учащегося мы сравнивали:

1)  С результатами других учащихся – социальная соотносительная норма;

2)  С прежними результатами того же учащегося – индивидуальная соотносительная норма;

3)  С поставленными предметными целями – предметная соотносительная норма.

В рамках внедрения нашего психолого-педагогического комплекса применяется следующий диагностический инструментарий:

1)  Научное наблюдение;

2)  Методы опроса (устный и письменный – анкетирование);

3)  Методы тестирования (контрольные работы). Контрольные задания подобраны таким образом, чтобы по их результатам можно было судить о качестве усвоения учащимися, как способов деятельности, так и предметных знаний в целом, поэтому мы выделили результативную и процессуальную стороны усвоения учащимися методов научного познания, выработки у них экспериментально-исследовательских умений.

На учебных занятиях для этого используется определенная классификация домашних экспериментальных работ: по определению гипотезы эксперимента; выделению условий его успешного проведения; установлению причинно-следственных связей между явлениями и закономерностей, которым они подчиняются; моделирование; проведение мысленного эксперимента (поэтапное планирование); систематизация результатов эксперимента (таблица); наглядное представление результатов в виде графиков, рисунков и т.п.; собственно измерения и снятие показаний с приборов и т.д.

В контрольных работах процессуальная сторона выражена в умении учащихся распознать все перечисленные действия (операции), приемы и воспроизвести их.

О результативной стороне процесса можно судить по правильности выделенных операций, по качеству усвоения содержания программного материала. Таким образом, составлена система контрольных заданий, позволяющая проследить этапы формирования у учащихся приемов самостоятельной учебной домашней экспериментально-исследовательской деятельности – установить влияние реализуемой методики обучения на развитие познавательного интереса учащихся, на развитие их исследовательских умений интеллектуального характера, на умение наблюдать и на качество усвоения учащимися системы физических понятий.

Рассмотрим некоторые контрольно-диагностические задания, относящиеся к рубежному контролю, которые мы предлагаем в 7-9 классах.

Урок. Повторение и обобщение темы. Кратковременная КР (по теме "Звуковые явления").

ОСУ. Повторение и обобщение знаний о характеристиках колебательного и волнового движения, условиях существования распространения звуковых волн, свойствах звука.

ДЗ. Основные характеристики звуковых явлений (итоги гл. 2).

Рекомендации для учителя. При наличии времени полезно заранее предложить учащимся подготовить сообщения об ультразвуке и его применении, а так же роли ультразвука в жизни животный и заслушать эти сообщения. Результаты обобщения знаний учащихся о звуковых явлениях оформляются в виде таблиц, приведенных в итогах гл. 2 "Основные характеристики звуковых явлений". Обобщение знаний учащихся о звуковых явлениях можно либо провести на данном уроке, либо на следующем, после того как учащиеся самостоятельно изучат итоги главы. Тогда на данном уроке проводится кратковременная контрольная работа, рассчитанная на 15-20 минут. Возможен и другой вариант - на данном уроке знания обобщаются, а контрольная работа проводится на следующем уроке.

I вариант (II вариант не приводится. -Ред.)

1. Какова единица частоты колебаний?

А) с;             Б) м;           В) м/с;        Г) Гц.

2. Маятник совершает 20 полных колебаний за 10 мин. Определите частоту его колебаний.

А) 2 Гц;                  Б) 0,5 Гц;             В) 200Гц.

3. Какой путь пройдет маятник за одно полное колебание, если амплитуда колебаний 6 см?

А) 6 см;                  Б) 18 см;              В) 12 см;              Г) 24 см.

4. От каких физических величин зависит период колебаний груза на нити?

А) От массы и длины нити;

Б) от амплитуды колебаний и массы груза;

В) от длины нити и ускорения свободного падения;

Г) от ускорения свободного падения  массы груза.

5. Каково условие возникновение волны?

А) Необходимо иметь колеблющееся тело;

Б) необходимо наличие среды, частицы которой взаимодействуют между собой.

В) необходимо выполнение условий А и Б одновременно.

6. Поперечной волной называют волну, в которой:

А) частицы колеблются в направлении распространения волны;

Б) частицы колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны;

В) подходят ответы А и Б.

7. Волна частотой колебаний 3 Гц распространяется в среде со скоростью 6 м/с. Определите длину волны.

А) 18 м;        Б) 2 м;        В) 0,5 м.

8. Как измениться скорость звука в воде, если температура воды увеличится?

А) Уменьшится;    Б) увеличится      В) не изменится.

9. От какой физической величины, характеризующей колебательное движение, зависит громкость звука?

А) от частоты колебаний;

Б) От амплитуды колебаний;

В) от периода колебаний.

10. Скорость звука в воздухе 340 м/с. Через какое время будет слышно эхо, если преграда находится на расстоянии 85 метров?

А) 4 с;         Б) 2с;     В) 0,25 с;         г) 0,5 с.

Методика физического практикума

Физический практикум проводится в конце полугодия или года. Учащиеся разбиваются на группы и по списку предложенному учителю выполняют каждый или каждая группа отдельную работу. В отведенное время каждая группа выполняет свою работу до тех пор пока не будут выполнены все предложенные работы. После выполнения работы проводится зачетный урок. На зачетный урок учащиеся приносят тетради с оформлениями работы, ответы на вопросы. Каждая работа оценивается и оценки выставляют в журнал.

2.2. Организация исследований по теме звук

 Тема исследования № 1: "Источники звука. Звуковые колебания (волны)"

Проблемный вопрос: Когда возникает звук?

Цель:

                  формирование понятия звука как продольной волны, содержащей сжатия и разряжения, возникающие вследствие колебаний источника звука;

                  совершенствовать умение логически мыслить, решать качественные и расчетные задачи;

                  проконтролировать знания и умения учащихся, приобретенные при изучении темы.

Данная тема знакомит учащихся с разделом физики, в котором изучаются звуковые явления, Акустикой и формирует знания по вопросу возникновения звука в результате вибрации (колебания) воздуха. Произнося что-либо, мы заставляем воздух вибрировать. Его вибрация распространяется в виде волн, воспринимаемых ушами окружающих людей, и они слышат звук нашего голоса. Для изучения темы указываются дополнительные адреса сайтов Интернет, где можно прочитать материал по теме. Затем предлагается провести эксперименты, позволяющие наблюдать звуковую вибрацию. После чего выдвигаются гипотезы, например: - Можно ли утверждать, что всякое звучащее тело колеблется? - Звучит ли всякое колеблющееся тело? Проверить свои предположения предлагается также экспериментально. Задания в виде вопросов и творческих работ дадут возможность проверить степень усвоения материала по теме. Творческая работа является отражением исследования литературных произведений, в которых говорится о возникновения звуковых явлений.

Примерные эксперименты и вопросы по теме:

Эксперимент 1. Накрой пластиковую банку куском тонкой резины (например, от воздушного шарика) и закрепи его резинкой. Сверху насыпь тонкий слой соли. Теперь громко скажи что-нибудь. В результате вибрации, создаваемой твоим голосом, крупинки соли начнут подпрыгивать.

Эксперимент 2.

Положить рисовые (или гречневые, пшенные) зерна на мембрану работающего громкоговорителя (колонки). Они будет подпрыгивать до тех пор, пока громкоговоритель (колонка) не будет выключен (а).

Эксперимент 3.

1.Возбудите колебания длинной стальной линейки, зажатой в тисках (или просто плотно прижатой к столу).

2. Подберите длину линейки таким образом, чтобы порождаемые ею волны не были слышны.

3.Укоротите выступающую часть линейки и заставьте линейку звучать.

Вопрос.

Обоснуйте выражение «Всякое звучащее тело колеблется», используя отрывок из рассказа Б. Бианки: «Музыкант»: «Старик подкрался из-за елочки и видит на опушке разбитое грозой дерево, из него торчат длинные щепки, а под деревом сидит медведь. Схватил он одну щепку и отпустил ее, щепка выпрямилась, задрожала, и в воздухе раздалось: «Дзинь!» - как струна пропела. Звук замолк, медведь опять за свое: оттянул щепку и отпустил».

Тема исследования № 2: «Звук. Его характеристики: высота, тембр, громкость»

Цель:

                  ввести основные характеристики звука: высота, тембр, громкость звука, выяснить механизм возникновения звуковой волны;

                  продолжить формирование умений работать с учебной и дополнительной литературой, выделять главное, строить ответ с помощью обобщенных планов, проведенных экспериментов.

Проблемный вопрос: От чего зависит высота звука?

Данная тема является одной из интереснейших тем, поскольку изучаемая теория сопровождается простыми, но очень занимательными экспериментами. В процессе изучения учащиеся узнают, что слуховые ощущения человека определяются физическими параметрами звуковой волны, воздействующей на орган слуха, знакомятся с традиционными физиологическими характеристиками воспринимаемого звука, которыми являются высота, тембр и громкость, выясняют, какие физические величины определяют подобную классификацию звуков. Дополнительная информация о результатах экспериментов с акустическими системами может быть получена на сайтах. Рассматриваются понятия «основной тон», «обертон», «интенсивность звука», «порог слышимости», «болевой порог». Подробно изучаются подходы к измерению уровня интенсивности звука. Разбираются типовые решении задач. В качестве интерактивных средств в сценарий урока включается компьютерная презентация. По итогам урока осуществляется проверка знаний с помощью вопросов, тестов и практических заданий. Звук рассматривается не как заданное понятие, а как предмет для исследования и обсуждения. Каждый вопрос, проблема, мнение, результат проведенного эксперимента могут стать предметом обсуждения на форуме.