Уральский государственный педагогический университет

     Институт  физики и технологии 
 
 
 

     Реферат: 

     « Проблемы преподавания физики в школе  » 
 
 
 
 
 
 
 

     Исполнитель: Арефьева Екатерина

                           Лысенко Анатолий

                           Студенты 202 группы 

     Проверил:  Свириденкова Н.Г. 
 
 
 

     Екатеринбург 2010

Содержание 

1.     Особенности преподавания  физики в школе 3

1.1     Физика в городских  школах 3

1.2     Физика в сельских  школах 5

1.3     Физика в гимназиях 8

2.  Проблема оснащения  школ установками 11

2.1 Причины 11

2.2 Перечень способов  решения 14

2.2.1 Внутри школы 14

2.2.2 Вне школы 20

Выводы 22

Литература 25

Приложение 1 26 
 

1.     Особенности преподавания  физики в школе

       1.1     Физика в городских школах

       Проблема преподавания курса естественных наук и, в частности физики, была актуальной всегда, а сегодня - особенно. Физика - не только совокупность конкретных научных результатов, приведших к изобилию наукоемкого продукта, но и развитие специфического взгляда на природу, мировоззрение, отношение к действительности, не имеющее аналогов в других сферах интеллектуальной деятельности.

     Изучение  физики необходимо для развития основ  полноценного мировоззрения и интеллекта учащегося на школьном этапе его образования и воспитания.

     Потребность в формировании нестандартного подхода  к решению задач и практических заданий вызвана современными подходами к организации обучения учащихся. В настоящее время происходит эволюция образовательного пространства, включающая в себя многочисленные элективные курсы для учащихся старшего и среднего звена, систематические курсы факультативных занятий, многочисленные авторские программы. В работе со школьниками на первое место выходит самостоятельная деятельность учащихся, применение ими исследовательских методов,  развитие навыков структурирования этапов выполнения задания, проектная деятельность. Актуальным является повышение интереса учащихся к экспериментированию.

     В настоящее время программа обычных школ ограничивается общеобразовательным стандартом.

     Необходимость изменить традиционную систему преподавания физики в средней школе вызвана  изменением формы итоговой аттестации.

     Содержание  экзаменационной работы соответствует  Федеральному компоненту государственного стандарта основного общего и  среднего (полного) образования по физике, профильный уровень.

     Чтобы открыть в старшей школе класс  профильного изучения физики, необходимо, чтобы учащиеся не только выбрали  этот профиль (а для этого необходим  стойкий интерес к предмету), но и могли освоить предмет на выбранном уровне.

     Система дополнительного образования так  же является необходимым условием для  развития творческих способностей учащихся. Это: факультативы; научные общества учащихся; индивидуальные занятия с одаренными детьми; обучение в заочных школах при институтах и др.; занятия с разновозрастными группами.

     Цель  таких занятий – развитие и  активизация творческого мышления учащихся, овладение ими научных  методов познания природы через  систему творческих заданий, проблемный эксперимент, проведение наблюдений естественнонаучного содержания.

     Уже доказано, что творческие способности  учащихся развиваются следующими формами учебно-познавательной деятельности:

     - углубленное изучение физики на уроках;

     - семинары, элективные курсы, факультативы, индивидуальные занятия с учащимися по физике;

     - участие в олимпиадах, выполнение домашних заданий;

     - выступление учащихся на научно-практических конференциях;

     - обучение в летней физико-математической школе.

     Только  при таком подходе учащиеся приобретают  умения: решать основные типы задач в требуемой системе единиц; отделять главное от второстепенного; решать оценочные и экспериментальные задачи; грамотно производить измерения; формулировать гипотезы, уверенно себя чувствовать на экзаменах, олимпиадах, конкурсах; моделировать физические процессы, физические явления; проводить обобщение, систематизировать; устанавливать причинно-следственные связи; сознательно выбирать профессию.

      1.2     Физика в сельских  школах

     Стратегия развития сельской школы неотделима от проблем российской общеобразовательной школы, однако, в силу социальных и экономических особенностей имеет ярко выраженную специфику. Недостаточное материально-техническое и кадровое обеспечение в сочетании со значительным количеством малокомплектных учебных заведений создает значительные трудности в разработке концепции обучения сельских школьников.

     Что из себя представляет сельская школа? Учебно-воспитательная работа с сельскими школьниками проводится в специфической, отличающейся от городской среде, обусловленной особенностями менталитета, производственной деятельности и быта населения, а также задачами подготовки сознательных тружеников сельского хозяйства.

     В отличие от городских сверстников  сельский ученик не имеет возможности обучаться в различных школах с продвинутым уровнем образования, получать консультации у репетиторов, учиться на подготовительных курсах в вузах.

     Несомненно, нужно стремиться к тому, чтобы  уровень ориентации на продолжение  образования, степень развития познавательного  интереса, объем функциональных умений, информационная компетентность учащихся сельских школ не были ниже, чем у  учащихся городских.

     Размышляя над состоянием и перспективами  вариативного образования на селе, исследователи (Н.Е. Астафьева, Т.А. Антюфеева, Н.К. Солопова), рассматривая объективные  факторы, оказывающие влияние на учебно-воспитательный процесс в сельской школе, назвали доступность качественного образования.

       Доступность качественного образования непосредственно связана с уровнем оснащенности общеобразовательных школ современным учебным оборудованием. Особенно остро эта проблема стоит перед сельскими школами с малочисленными классами, расположенными в труднодоступных и отдаленных районах. Многие из них практически не укомплектованы необходимым учебным оборудованием из-за недостаточного финансирования.

     Более 15% сельских школ расположены в отдаленных и труднодоступных районах. Именно такие школы находятся в самом тяжелом положении с точки зрения оснащения учебным оборудованием.

     В городских и сельских средних  школах физика преподается по единым государственным программам. Поэтому и материальная основа (учебные пособия, приборы и технические средства), применяемая в преподавании, должна оставаться одинаковой для всех школ независимо от места их расположения.

     Средние школы в больших населенных пунктах, центральных усадьбах колхозов и совхозов обычно имеют параллельные классы с достаточной  наполняемостью учащимися. Кабинеты физики таких школ по своему оборудованию не должны отличаться от кабинетов физики городских школ. Однако некоторые сельские школы в связи с небольшой наполняемостью классов учащимися (до 20 человек) и малой недельной нагрузкой по физике (16 ч в неделю) имеют в планировке и оборудовании кабинета физики специфические особенности.

     Рассмотрим  возможные  особенности оборудования кабинета физики. В литературе наиболее часто представлены две точки зрения на проблему создания кабинета физики.

     Согласно  первой позиции для малокомплектных  восьмилетних школ, имеющих до 400 учащихся, наиболее целесообразным является оборудование объединенного кабинета физики, химии и математики. При этом кабинет будет иметь полную нагрузку; значительная часть учебных средств по этим предметам окажется общей; в данном сочетании создаются наиболее благоприятные условия для осуществления связи в преподавании этих родственных дисциплин.

     Однако  при оборудовании объединенных кабинетов  необходимо учитывать, что при неправильном размещении учебных средств по этим предметам, а также неправильном хранении химических реактивов отдельные виды учебного оборудования могут быстро выходить из строя. Чтобы не допустить этого, для оборудования объединенного кабинета необходимо иметь три помещения. В одном из них, имеющем большую площадь, оборудуется класс-лаборатория. В этой комнате проводятся все виды учебных занятий по физике, химии и математике. Во второй комнате оборудуется лаборантская комната  по физике и математике, а в третьей—отдельная  по химии.

     Если  объединенный кабинет организуется по физике, химии и биологии, то лаборантские в нем оборудуются для каждого предмета отдельно.

     Согласно  второй точки зрения, нет необходимости  в создании объединенных кабинетов. Необходимы кабинеты отдельные, а если уж и соединять, то уж никак не физику и химию (если нет двух лаборантских). Можно создавать кабинет физики и математики, так как обычно в школе нет чисто учителя физики, а есть учитель физики и математики. Это позволить закреплять кабинет за одним человеком, который и будет отвечать за его сохранность и внешний вид. Сторонники этой позиции указывают, что в этом случае вполне уместна одноместная посадка учеников на уроке. Это особенно важно при проведении лабораторного практикума, фронтальных опытов, при проведении различного вида самостоятельных работ.

     Это вполне удачно вписывается в концепцию  разноуровневого обучения школьников в условиях малочисленного класса. Учитывая, что на уроках разноуровневого обучения учащиеся разных типологических групп будут заниматься часть учебного времени по различным пособиям, выполнять совершенно разные виды работ, заниматься различной учебной деятельностью, то такой вариант посадки оправдан.

     Это позволит определенным образом оформить рабочее место ученика, по-новому подойти к подготовке и проведению уроков.

      1.3     Физика в гимназиях

     Любая школа - муниципальная или частная, гимназия или лицей - реализует общеобразовательную программу обучения ребенка, направленную на его общее развитие, и проходит лицензирование, аттестацию и аккредитацию. Однако есть существенные отличия:

     - гимназия - это школа с углубленной  учебной программой гуманитарной направленности (иностранные языки, дисциплины историко-филологического направления).

     - лицей - это школа, ориентированная  на углубленное изучение точных  дисциплин (математика, физика, биология, экономика), которые часто преподают педагоги технических вузов.

     - частная школа может обучать  как гуманитариев, так и "физиков", но почти индивидуально: в классах  не больше десяти учеников (в  обычных школах, гимназиях и лицеях  представить такую ситуацию невозможно);

     Общее для лицеев, гимназий и частных  школ: 

     - идет разделение классов по  профилю (изучение естественных, гуманитарных или точных наук), что в дальнейшем облегчает ученику поступление в вуз;

     - небольшие по числу учеников  классы с обязательной школьной  формой;

     - большое количество дополнительных  предметов, факультативов и кружков.

     Физика  как наука о природе составляет неотъемлемую часть полноценного гимназического образования. Изучение физики подразумевает не только получение определенной суммы знаний по данному предмету, но и развитие представлений о единстве материального мира, всестороннее развитие личности обучаемого.

     Физика  – лидер естествознания, этим определяется ее значение в формировании научного мировоззрения в гимназии. Физическое мышление отличается совершенством и сбалансированностью качественного и количественного анализа явлений природы. Физика занимает ведущее место среди всех других естественных наук, т.к. изучает наиболее фундаментальные и универсальные законы взаимодействия частиц и полей, лежащие в основе всех других явлений: химических, биологических и других. Некоторые физические законы и закономерности являются в определенном смысле окончательными: законы Ньютона, молекулярно–кинетическая теория, уравнения Максвелла, т.к. любая новая физическая теория сводится к прежней в той области эмпирического знания, где старая теория выдержала проверку экспериментом. Поэтому изучение физики вызывает интерес учащихся, давая им обширные практические навыки, а преподавание этого предмета является ответственным, требующим от учителя серьезной теоретической и практической подготовки. Важна, конечно, программа, но еще важнее уровень изучения, разнообразие обсуждаемого, возможность для ученика проявить свои сильные стороны. В гимназии это выдвигается на первое место в процессе обучения физике. И в непрофильных классах предмет становится достаточно интересным, конечно, без снижения требований государственного стандарта.

     Процесс обучения. Работа по изучению отдельных тем курса физики и предмета в целом, разбивается на несколько этапов.

     Этап  избыточной информации. В начале изучения темы предлагается обширная информация по ней, используются шарады, разнообразный  наглядный материал, исторические справки и т.д. Уроки повышают интерес учащихся к предмету, вызывают стремление к познанию. Цель первого этапа: создание проблемной ситуации.

     Выделение главного в изучаемой теме. На этом этапе подробно раскрывается тот материал, который нужно усвоить. Большое место занимает индивидуальная работа, самостоятельная работа с литературой. Именно здесь гимназисты-школьники учатся конспектировать речь учителя и учебник, осваивают навыки групповой работы, коллективной познавательной деятельности. Этап допускает большую вариативность в оценивании работы учащихся. Цель второго этапа: уяснение теоретических основ курса с элементами практического применения.

     Практическое  применение полученных знаний. На данном этапе проводится серия практических и лабораторных работ, решение задач. Для проведения третьего этапа необходимо четкое представление о том, какие разделы программы требуют углубленной практической проработки, для чего совершенно  необходима диагностика понимания.  Цель третьего этапа: практическое применение и проверка полученных знаний.

     Интенсивная тренировка с усложнением обстоятельств  работы и в нарастающем темпе. На этом этапе решаются задачи повышенной трудности, разбираются более глубокие проблемы, от учащихся требуется доказательство разумности решений, создаются дополнительные помехи, умение проверки размерности, увеличивается темп работы. Скорость работы на этапе увеличиваем  выше контрольной. Цель четвертого этапа: тренировка сообразительности, быстроты мышления, доведение знания до убеждения.

     Итоговый  контроль по теме. Проверочные, самостоятельные, контрольные работы готовятся заранее: многовариантные, разноуровневые.  Задачи в каждом варианте подбираются по возрастающей степени сложности с учетом индивидуальных особенностей  каждого, без снижения при этом программных требований. Проверка знаний проводится также в форме тестирования, собеседования, общественного смотра знаний и т.д. Цель пятого этапа: проверка знаний, воспитание умения преодолевать трудности, развитие воли, чувств, ума.

     Деление класса на группы и поэтапная работа позволяют лучше узнать учащихся, углубить индивидуальный подход к ним. Для учащихся в гимназии такая работа дает возможность усвоить изучаемый материал, помогает развить логическое мышление, усиливает интерес к предмету, учит экономить время на уроке, позволяет систематизировать знания в ходе изучения отдельных тем и всего курса физики.

2.  Проблема оснащения  школ установками

     2.1 Причины

     Творческая  личность начинается с того, что, еще  не обладая глубоким определенным запасом  знаний, но, имея инструмент познания окружающей действительности и устойчивую мотивацию, учащийся движется к решению поставленной проблемы, которая имеет реальное воплощение в практической деятельности человека.

     Ценность  физической компоненты естественнонаучного  образования состоит в особенностях физического эксперимента, его наглядности, доступности, широком охвате практически всех сфер жизни.

     Демонстрационные  опыты и самостоятельные исследования учащихся могут проводиться в  области и механических явлений, и тепловых, и электромагнитных, и в области физической и геометрической оптики. Именно на уроках физики учащийся впервые измеряет величины, описывающие явления, учится объяснять и прогнозировать происходящие изменения данных величин.

     Учебная экспериментальная деятельность ребенка  – ключ к успеху в обучении, источник устойчивого интереса к предмету.

     Цель  преподавания физики в школе –  развитие и активизация творческого мышления учащихся, овладение ими научных методов познания природы через систему творческих заданий, проблемный эксперимент, проведение наблюдений естественнонаучного содержания.

     При проведении занятий используются такие  формы организации обучения, как лекция, семинары, практические занятия по решению задач, практические занятия по выполнению фронтальных экспериментальных работ, самостоятельная работа учащихся (коллективная, групповая, индивидуальная), консультации, защита проектов.  

     При выполнении лабораторных работ как  с реальными физическими приборами, так и с компьютерными моделями организуется исследовательская деятельность учащихся по экспериментальному установлению зависимостей между величинами.

     Но  для изучения и наглядности при  овладении знаниями необходимо специальное  оборудование и материалы - физические приборы и материалы.

     Проблема  оформления, оснащения и оборудования школьного кабинета физики всегда остается в поле зрения методистов и учителей. Несмотря на то, что в недалеком прошлом изданы методические рекомендации министерства просвещения, в которых представлены и строительные нормы типового кабинета физики, и вопросы оснащения кабинетов мебелью, и вопросы оснащения кабинетов физики необходимым оборудованием и даже предлагается примерная планировка кабинета физики, время вносит свои коррективы. Вот и в настоящее время проблема внедрения новых педагогических технологий сталкивается с необходимостью некоторой корректировки взглядов на вопрос об оборудовании и оснащении кабинета физики.

     С такой необходимостью сталкивается и проблема организации углубленного изучения физики на основе внутренней дифференциации. Суть этой проблемы состоит в том, что в условиях интенсификации процесса обучения кабинет физики в сегодняшнем его состоянии не удовлетворяет необходимым требованиям. К примеру, в условиях сельской школы с малой наполняемостью классов необходимо создание нового типа кабинета физики, помогающего решить те задачи, которые ставятся в процессе реализации идеи разноуровневого обучения

     Практически все приборы (и даже более того, все приборы из полного перечня  оборудования по всем темам и разделам школьного курса физики) и наглядные пособия в свое время поступили в каждую школу городов и районов. Именно на эти приборы, полученные школами Росси в 70-80 годы нашего века, и приходится опираться в своей работе каждому учителю, так как отсутствие в настоящее время должного финансирования приводит к тому, что в школу уже ничего нового (да и старого) не поступает.

     Способы решения проблем связанных с  наличием установок можно решить разными путями. Для этого условно  можно разделить их на 2 категории: «внутри школы» и «вне школы». Рассмотрим их чуть подробнее. 

      2.2 Перечень  способов решения

           2.2.1 Внутри школы

     Многие  школы сейчас столкнулись с проблемой  оснащения и оборудования классов. Большинство школ практически не укомплектовано необходимым учебным оборудованием из-за недостаточного финансирования.

     Поэтому сейчас опять наступило время, когда  совершенствование кабинета физики ложится на самого учителя и ждать большой помощи от государства ему ждать не приходится. Все это осложняется тем, что современные технологии обучения требуют нового подхода к планированию и оснащению кабинета физики.

     Вопросам  оборудования школьного физического  кабинета посвящена обширная литература. И это не случайно. Наука о простейших и вместе с тем наиболее общих  закономерностях явлений природы  становится доступной пониманию  учащихся лишь в том случае, когда  преподавание физики ведется с максимальным использованием средств наглядности, и в первую очередь демонстрационного  эксперимента.

     Некоторые учителя и методисты предлагают изготовить вспомогательное оснащение демонстрационного стола. Попробуем рассмотреть эти установки на примерах.

• Как изготовить гальванический элемент?

     Рецепт изготовления гальванического элемента  из  лимона, был описан еще в 1909 году в журнале "Природа и люди" №28.      

     Разрежьте лимон острым ножом поперек, стараясь по возможности не сминать и не разрывать тех тонких перегородок, которые делят лимон на гнезда. Затем в каждое гнездо воткните попеременно  по кусочку (2 см.) медной и цинковой проволоки и соедините их концы  последовательно тонкой проволокой. Соединять нужно все медные кусочки - одним проводом, цинковые - вторым. У вас получиться маленькая гальваническая батарея, дающая хотя очень слабый, но оказывающий некоторое физиологическое действие (проба на язык дает характерное покалывание).

• Изготовление простейшего барометра.

     1способ. Натяните резиновую оболочку воздушного шарика на пустую банку, прикрепите к оболочке указатель, а рядом поставьте измерительную шкалу. Вы получите некий измерительный прибор. Проследите, какое положение на шкале занимает стрелка, когда прибор находится в комнате, в ванне, на улице.     

     С помощью такого барометра легко  следить за изменениями давления воздуха. Если давление наружного воздуха  увеличивается (становится больше давления внутри банки), оболочка вдавливается внутрь банки, и стрелка поднимается  по шкале. Если же давление снаружи  уменьшается (и оказывается меньше внутреннего), оболочка выгибается наружу, а стрелка опускается.

     2способ. Возьмите ствол сухого дерева (около 30 см) вместе с тонкой веткой длиной 30-35 см. (она будет в вашем приборе выполнять роль стрелки). Очистите заготовку от коры и прикрепите выпиленную часть ствола к дощечке. Ветка должна находиться параллельно дощечке и не касаться ее. Используя настоящий барометр, проградуируйте ваш прибор. Для этого отмечайте положение ветки - постепенно на дощечке образуется шкала с делениями. Крайнее верхнее положение соответствует - сухой погоде, крайнее нижнее - к осадкам (дождю). Так как с изменением давления меняются упругие свойства древесины, то ваш прибор это и будет регистрировать.

• Звуковой осциллограф

     Для изготовления этого прибора используйте: лазерную указку,  детский воздушный шарик, маленькое зеркальце, штатив.

     Надуйте шарик и прикрепите на его поверхности  осколок маленького зеркала. В штативе  укрепите лазерную указку так, чтобы  лучик попадал на зеркальце, расположенное  на шарике и отражался на стену  или потолок.