Учебный физический эксперимент с использованием современного оборудования как средство повышения эффективности учебного процесса

• Автор: Верховцева, Марина Олеговна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Методология физической науки в школе

1.1. Методология науки в школьном физическом образовании

1.1.1 Образовательные функции методологии науки в школьном обучении

1.1.2. Система методологических знаний и умений в школьном курсе физики

1.1.3. Учебное и научное познание

1.2. Экспериментальные метод познания в процессе обучения физике

1.2.1 Экспериментальный метод познания в формировании мотивации учащихся..

1.2.2 Роль эксперимента в процесс обучения физике

Глава 2. Теоретические и методические основы моделирования системы учебного физического эксперименте использованием современного оборудования
2.1 Учебный физический эксперимент в практике школьного физического образования
2.2 Ретроспектива учебного физического эксперимента в советском и российском образовании
2.3 Учебный физический эксперимент в учебном познании
2.4 Информатизация учебного физического эксперимента на основе современного цифрового оборудования
2.4.1. Информатизация преподавания физики
2.4.2. Анализ школьного учебного оборудования по физике
Глава 3. Методика проведения учебного физического эксперимента в школе с использованием современного (в гом числе цифрового) оборудования
3.1 Учебный физический эксперимент в школьном образовании
3.1.1 Структура учебного физического эксперимента
3.1.2 Учебный физический эксперимент в основной школе
3.1.3 Учебный физический эксперимент в среднем (полном) образовании
3.2 Систематизация демонстрационного эксперимента
3.2.1 Демонстрационный эксперимент как основная часть учебного физического эксперимента
3.2.2 Демонстрационный эксперимент в основной школе
3.2.3 Демонстрационный эксперимент в средней школе
3.3 Фронтальный лабораторный эксперимент

3.3.1 Место п роль фронтального лабораторного эксперимента в УФЭ
3.3.2 Фронтальные лабораторные работы в УФЭ основной школы
3.3.3 Фронтальные лабораторные работы в УФЭ средней школы
Глава 4. Педагогический эксперимент
4.1 Общая характеристика экспериментального аспекта исследования
4.2 Констатирующий эксперимент
4.3 Поисковый эксперимент
4.4 Обучающий этап
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Список иллюстративного материала
Приложения
Приложение 1. Сравнительная таблица требований стандарта к базовому и профильному уровню изучения физики по содержанию и требованиям к знаниям и умениям выпускников
Приложение 2. Демонстрационный эксперимент в основной школе
Физика и физические методы изучения природы. Механические явления
Приложение 3. Демонстрационный эксперимент в основной школе
Тема: Физика и физические методы изучения природы. Механические явления
Приложение 4. Сопоставление демонстрационного эксперимента для базовых и профильных программ средней школы
Приложение 5. Демонстрационный эксперимент в средней школе (10-11 класс) с использованием современного цифрового оборудования по теме «Механика. Механические колебания и волны»
Приложение 6. Перечень фронтальных лабораторных работ по физике в основной школе в соответствии с ФГОС
Приложение 7. Список фронтальных лабораторных работ и лабораторных опытов по уровню сложности (по II. С. Пурышевои, H. Е. Важеевской)
Приложение 8. Разноуровневые письменные инструкции для выполнения фронтального лабораторного экспеимента «Исследование зависимости величины выталкивающей силы от параметров системы (на примере зависимости Fjp4 от массы тела)»
Приложение 9. Инструкции для выполнения фронтальных лабораторных работ методом работы в малых группах
Приложение 10. Примеры экспериментальных заданий по разделу «Механика»

Приложение 11. Сопоставление лабораторных работ и экспериментов ГИА. Механика. 7-9 класс
Приложение 12. Сопоставление лабораторных работ и экспериментов ГИА.Тепловая физика. 7-9 класс
Приложение 13. Сопоставление лабораторных работ и экспериментов ГИА . Электродинамика. 7-9 класс
Приложение 14. Сопоставление лабораторных работ и экспериментов ГИА. Оптика. Квантовая физика. 7-9 класс
Приложение 15. Лабораторная работа комбинированная. Измерение массы тела
Приложение 16. Перечень лабораторных работ с использованием современного (в том числе цифрового) оборудования. Основная школа
Приложение 17. Сравнение перечня лабораторных работ по программам средней школы

эксперименте в подавляющем большинстве используется метод количественного описания (то есть на языке физических величин), важной составляющей школьного физического эксперимента является измерение. На основе данных, полученных в ходе проведения эксперимента, учащиеся учатся находить соотношение между определенными физическими величинами.
Структурно эксперимент состоит из трех составляющих: экспериментатор - экспериментальные средства - объект. Эта формальная схема не отражает многообразия видов деятельности школьника и учителя, целей и задач эксперимента, его роли в обучении физике. Физический эксперимент, используемый в практике преподавания, будем считать учебным физическим экспериментом (УФЭ). Роль УФЭ значительнее, чем кажется на первый взгляд.
«Учебный эксперимент - эго воспроизведение с помощью специальных приборов физического явления на уроке в условиях, наиболее удобных для его изучения. Поэтому он служит одновременно источником знании, методом обучения и видом наглядности» [16, с.154]. Из определения следует, Ч'Ю УФЭ в обучении физике является основным инструментом для получения информации, средством наглядности, фактором развития учащихся и способом познания окружающего мира. УФЭ позволяет формировать образы, отражать явления, процессы, законы реального мира, опираясь на чувственное познание. УФЭ - это воспроизведение с помощью специальных приборов физического явления (реже — использования его на практике) на уроке в условиях, наиболее удобных для его изучения.
Общепризнано, что изложение курса физики в средней школе должно опираться на эксперимент. Это обусловлено тем, что основные этапы формирования физических понятий: наблюдение явления, установление его связей с другими, введение величин, его характеризующих, - не могут быть эффективными без применения физических опытов. Демонстрация опытов па уроках, выполнение лабораторных работ учащимися составляют основу экспериментального метода обучения физике в школе.
При осуществлении методического анализа эмпирического уровня познания обратим внимание на некоторые терминологические трудности. Как известно, наблюдение и эксперимент представляют собой различные методы эмпирического познания. Наблюдение - это целенаправленное восприятие явлений окружающей действительности, в ходе которого получают знания о внешних сторонах, свойствах и отношениях изучаемых объектов. Под экспериментом понимают такую практпчески-познавательную деятельность человека, когда экспериментатор активно вмешивается в протекание изу-