Навчальний фізичний експеримент, його структура і завдання. Демонстраційний експеримент і дидактичні вимоги до ньго.

У фізиці джерелом знань і методом дослідження є експеримент. Навчальний експеримент — це відтворення за допомогою спеціальних приладів фізичного явища (рідше — використання його на практиці) на уроці в умовах, найбільш зручних для його вивчення. Тому він служить одночасно джерелом знань, методом навчання і видом наочності.

Виклад курсу фізики в середній школі повинен спиратися на експеримент. Він дозволяє найуспішніше і ефективно формувати у школярів конкретні образи, що адекватно відображають в їх уяві реально існуючі фізичні явища, процеси і закони, їх об'єднуючі. Щоб дати учням глибокі і міцні знання, сформувати у них важливі практичні уміння і навики, необхідна координація в застосуванні різних видів учбового експерименту. Найбільш зручною виявляється класифікація фізичного експерименту за організаційною ознакою. В цьому випадку система сучасного учбового експерименту включає наступні чотири його види:

1. Демонстраційні досліди. Їх постановка вимагає досить високої експериментальної майстерності, зв'язаного з використанням складного устаткування, і виконуються вони вчителем для всього класу. Важливе значення має демонстрація дослідів, що ілюструють пояснення вчителя. 2. Фронтальні лабораторні роботи, досліди і спостереження. Загальною ознакою всіх експериментальних робіт учнів є фронтальний, метод їх проведення, оскільки тривалість взагалі не може служити ознакою для класифікації експерименту тому, що неможливо однозначно визначити межу між «великою» і «малою» тривалістю досвіду. Важливо, що роботи виконуються всіма учнями класу одночасно на однотипному устаткуванні і під керівництвом. 3. Фізичні практикуми. Ними завершується вивчення фізики в кожному класі на другому ступені навчання. Учні виконують роботи самостійно, користуючись письмовими інструкціями, по яких вони наперед готуються до виконання експерименту. Лабораторні роботи практикуму значно складніше, ніж фронтальні, тому на їх виконання звичайно відводять два уроки. 4. Позакласні досліди і спостереження. До них відносяться прості досліди, що виконуються учнями удома, спостереження, але без безпосереднього контролю вчителя за ходом спостережень. Для експериментальних робіт подібного роду учні використовують предмети домашнього ужитку і підручні матеріали, саморобні прилади.

Демонстрація — це показ вчителем фізичних явищ і зв'язків між ними. Вона призначена для одночасного сприйняття учнями всього класу. Демонстраційні досліди сприяють створенню фізичних уявлень і формуванню фізичних понять.

За допомогою демонстраційного експерименту вчитель керує ходом думок учнів при вивченні окремих явищ, і зв'язків між ними. З цього виходить непорушне правило для викладача фізики: демонстрація повинна бути органічно пов'язана з його словом. Демонстрацій привчають учнів шукати джерело знань по фізиці в явищах. Демонстраційні досліди є органічною частиною уроку. Вони можуть бути початковим елементом для пояснення, ілюструвати і супроводжувати розповідь вчителя, підтверджувати викладене. Демонстраційні досліди використовуються також для постановки експериментальних завдань.

Важливо, щоб досліди по тій або іншій темі складали логічно зв'язану систему, в якій кожен наступний розвиває попередній і спирається на нього, причому учні повинні бачити і розуміти взаємозв'язок дослідів. Експеримент не повинен завантажувати урок, він покликаний ілюструвати основні положення матеріалу, ставити питання для з'ясування, підтверджувати висновки з викладеного.

При демонстрації дослідів вирішальна роль належить вчителю, оскільки він виступає активним посередником між учнями і демонстрованими, явищами.

Основні вимоги до демонстрацій такі: 1. Учні повинні бути підготовлені до сприйняття досліду. Результат кожного експерименту — це відповідь природи на поставлене їй питання. Тому необхідно довести до відома учнів це питання, щоб вони чекали відповіді і зрозуміли її. Демонстрація досліду без вказівки його мети не ефективна. Після того, як учні зрозуміють ідею досліду і схему демонстраційної установки, вчитель приступає до її складання. Якщо демонстраційний досвід складний, то для підвищення його ефективності краще розділити його на окремі етапи, визначаючи мету кожного з них. 2. Демонстраційний прилад повинен бути по можливості простий. Прилади мають бути відомі учням, а також принцип їх роботи. 3. Демонстрований дослід повинні чітко бачити всі учні. Хороша видимість демонстраційного експерименту забезпечується: а) спеціальною конструкцією демонстраційних приладів; б) особливим розміщенням елементів установки на столі; в) виразністю демонстраційної установки; г) спеціальними засобами, що підвищують видимість приладів і очікуваного ефекту. 4. Темп демонстрації повинен відповідати темпу усного викладу і швидкості сприйняття учнів. 5. Демонстраційний дослід повинен бути переконливим, а установка для його проведення - надійної.

Техніка демонстрації. З вимог до демонстраційних дослідів слідує ряд правил і прийомів демонстрації, а саме: 1) Правильне розташування приладів на демонстраційному столі. На столі не повинно бути лишніх приладів; деталі не повинні закривати один одного. 2) Підсилення освітлення предмета спостереження. 3) Проектування приладів на екран. Воно може бути тіньовим або світловим. Спостереження явища в натурі завжди краще, чим його проекція, остання застосовується тільки тоді, коли інші засоби неефективні. 4) Використання дзеркал і спостереження об'єктів під різною точкою зору. 5) Застосування покажчиків і індикаторів для фіксації початкових, проміжних і кінцевих станів тіл і етапів ходу явищ. Будь-яка демонстрація вимагає від викладача чіткого знання пристрою, принципу дії і можливостей приладів, використовуваних в експерименті.