«Методы научного познания» .

Сценарий занятия в 8 классе по основам проектной деятельности «Наблюдение и эксперимент» .

Е.З.Матвеева, г. Иркутск, МБОУ СОШ №35

Всё, что мы знаем о реальности, исходит из опыта

и завершается им.

А. Эйнштейн (1879–1955),

выдающийся физик-теоретик,

один из творцов современной науки

Цель занятия:

Сформировать представление о наблюдениях и эксперименте, как методах исследования и познания. Познакомить с особенностями этих методов, с основными структурными элементами, из которых складывается каждый из рассматриваемых методов. Подготовить к самостоятельному проведению наблюдений и опытов.

Развитие умения работать с информацией, обобщать, анализировать, делать выводы. Развитие коммуникативных УУД. Формирование  критического мышления учащихся. 

УУД занятия

 Личностные: формирование умения проводить наблюдения и эксперименты и применять их при выполнении проектов.

 Регулятивные: создать условия для принятия, планирования и реализации учебной задачи.        

 Коммуникативные:   воспитывать толерантное  отношение друг к другу, взаимное сотрудничество.

  Методы работы:  частично – поисковые, словесные, наглядные, практические.  

  Педагогические  технологии:

- критического мышления

- педагогика сотрудничества (учебный диалог, , работа в парах);

Ожидаемые результаты:

Предметный: применение методов исследовательской и проектной деятельности

Коммуникативные: формирование умения работать в группах.

Регулятивные: проявлять ответственность за собственный выбор и результаты своей деятельности.

Личностные: мобильность, самостоятельность.

Познавательные: умения производить рефлексию своей деятельности.

Ход занятия:

 Учитель: Каждую неделю у нас с вами проходят занятия по проектной деятельности.

Мы с вами уже многому научились и многое знаем. Проект имеет структуру подлинных научных исследований. Давайте вспомним основные этапы работы над исследовательским  проектом. Перед вами папки. Выньте листы с названиями этапов научно исследовательского проекта. Разложите в порядке выполнения. Остались ли лишние листочки в папке? Что же оказалось лишним?

• Аргументация актуальности темы;

• Определение проблемы, предмета, объекта;

• Формулировка целей и задач исследования;

• Выдвижение гипотезы исследования;

• Обозначение методов исследования;

• Проведение эксперимента (собственно исследования);

• Оформлени­е и обсуждение результатов;

• Формулирование выводов и обозначение проблем на даль­нейшую перспективу исследования.

• Выбор наилучшей идеи и ее исследование

Учитель: Напишите на шестиугольниках те этапы, которые вами уже хорошо освоены. Сложите из них мозаику: фигуру-образ вашего проекта, обозначив причинно- следственные связи. (Может быть это будет дом, снеговик, якорь, ракета) У вас остались пустые части фигуры? Что для вас еще сложно выполнить?

Что является главным в любом проекте?

 Учитель: Физические явления изучают путём наблюдений и экспериментов. Ответьте на вопрос: чтобы тщательно изучить явление природы, что лучше проводить, наблюдения или эксперименты?  Методом мозгового штурма в командах предположите, по каким направлениям вы будете изучать новый материал. (В результате этой работы, учащиеся сами формируют цели урока.) Прочитайте текст. Во время чтения текста учащиеся, сначала работая индивидуально, делают на полях пометки: «V» – уже знал; «+» – новое; « – » – думал иначе; «?» – не понял, есть вопросы. При этом можно использовать несколько вариантов пометок: 2 значка «+» и «V», 3 значка «+», «V», «?» , или 4 значка «+» , «V», «–», «?». Причем, совсем не обязательно помечать каждую строчку или каждую предлагаемую идею. Прочитав один раз, обучающиеся возвращаются к своим первоначальным предположениям, вспоминают, что они знали или предполагали по данной теме раньше, возможно, количество значков увеличится. Выделите маркерами двух цветов ключевые слова, характеризующие методы познания- наблюдение и эксперимент. Обсудите свое решение в группе. Сформулируйте ответ.

На какие еще вопросы можно ответить, изучив этот текст?

Проводится анализ текста:

Наблюдение  – отправной пункт всякого естественнонаучного исследования. Каждый из нас наблюдал смену дня и ночи, падение предметов на Землю, кипение воды при её нагревании. Если же наблюдение специально подготавливается, проводится с определённой целью, по определённой программе, в изменяемых условиях, то тогда это уже физический опыт (эксперимент). Эксперимент позволяет восстановить ход явления при повторении условий. Например, можно выращивать клетки при разных температурах, выявляя условия, при которых рост будет наибыстрейшим. Будучи более сложным, чем наблюдение, этот метод обладает рядом важных особенностей. Эксперимент предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект. Кроме того, исследователь при желании имеет возможность устранять затрудняющие процесс факторы. Исследуемый объект можно изолировать от каких-либо влияний окружающее среды, создать искусственные (в том числе экстремальные) условия его изучения, вмешиваться в течение процессов. Наблюдая, как падает на землю брошенный мяч, мы можем предположить, что его что-то тянет вниз, но нужно много раз бросить шарики разного веса и размера с разной высоты, чтобы установить закон падения тел, как в своё время это сделал Галилей, бросая шарики со знаменитой наклонной башни. А применив полученные им знания, другие люди смогли достичь значительного прогресса в промышленности и производстве на благо всех людей. Наблюдая, мы можем узнать или предположить нечто новое, но для того чтобы качественно изучить какое-то явление, нам нужно наблюдать его несколько раз и в разных условиях. Или, наоборот, нам необходимо повторить несколько раз одни и те же условия. Для этого ставят опыт, который и отличается от наблюдения тем, что проводится по запланированному плану, с определённой целью, и в это время обычно проводят специальные измерения.

Учитель: Так чтобы тщательно изучить явление природы, что лучше проводить, наблюдения или эксперименты?     

Предполагаемые ответы учащихся: Накопив за время наблюдений определённые данные о явлениях, мы пытаемся выяснить, как эти явления протекают и почему. В ходе таких размышлений рождаются различные предположения, или  гипотезы. Для проверки гипотезы ставят специальные опыты —  эксперименты.

Учитель: Допустим, каким-нибудь учёным-физиком разработана новая научная теория. Каким образом можно выяснить, правильно ли рассуждал учёный, верна ли созданная им теория?

Ответы учащихся: провести эксперимент.

Учитель:

Как превратить наблюдение в эксперимент?

Перед вами структурные элементы этих методов познания природы. Алгоритм №1 и алгоритм№2. На одном прописана деятельность наблюдения, на другом эксперимента. Озаглавьте каждый алгоритм.

(Какие шаги нужно выполнять при проведении наблюдения и эксперимента ?)

Какое слово поставим вместо многоточия?

Алгоритм №1

1. Формирование цели …

2. Выбор объекта для …

3. Создание условий для…

4. Выбор способа кодирования информации, получаемой в процессе …

5. Проведение …сопровождаемого кодированием получаемой информации (словесное описание, запись результатов измерений, выполнение зарисовок, построение графиков, фотографирование, видеосъемка и т.д.)

6) Выводы из…

Алгоритм №2

1. Сформулировать самостоятельно или уяснить сформулированную учителем цель ….

2. Сформулировать гипотезу, с помощью которой определяется, что должно произойти при определенных действиях ( предположение, которое можно положить в основу определения цели … и разработки его содержания).

3. Разработать схему – модель выполнения … (определить, какие величины нужно измерить, что пронаблюдать, в какой последовательности нужно выполнить все связанные с этим действия).

4. Придумать способы фиксирования (кодирования) информации, получаемой в процессе выполнения … (результатов измерений и наблюдений).

5. Определить, какие приборы и материалы необходимы для выполнения ....

6. Подобрать необходимые приборы и материалы самостоятельно или проверить наличие их на рабочем столе.

7. Приступить к выполнению … в соответствии с планом (моделью) … (в соответствии с пунктом 3), сопровождая … кодированием результатов измерения и наблюдений в соответствии с пунктом 4.

8. Осуществить анализ полученных данных, произвести необходимые вычисления.

9. Сформулировать выводы из …, записать их в тетрадь в краткой форме.

Учитель: Чем отличается деятельность эксперимента от наблюдения?

Учащимся предлагается инструкция для выполнения лабораторной работы.

Соотнесите план деятельности при выполнении опытов с предложенной инструкцией для её выполнения. Все ли пункты присутствуют в инструкции? Учащиеся изучают инструкцию, исправляют недочеты. ( В инструкции отсутствует цель, способ кодирования информации не указан (таблица), нет вывода.)

Лабораторная работа

Оборудование: полоска плоской резины шириной 5–6 мм и длиной 20–25 см, динамометр лабораторный, деревянный брусок, линейка измерительная.

Ход работы:

Поперёк полоски резины аккуратно нанесите две метки на расстоянии друг от друга 10–15 см. У одной метки полоску резины прижмите деревянным бруском, а к другому концу полоски прикрепите динамометр.

Если теперь отодвигать динамометр, то полоска резины растянется при её деформации возникнет сила упругости. Величину деформации, то есть растяжение x полоски резины, можно определить, измерив, на сколько миллиметров сместилась метка.

Силу упругости Fупр, возникающую при деформации полоски резины, также легко измерить, ведь она будет равна показанию динамометра.

1. Сделайте записи результатов измерения.

Величина растяжения х, мм

Сила упругости Fупр, Н

2. Измерьте значение силы упругости Fупр при различных удлинениях х полоски резины.

3. По результатам проведённых измерений постройте график зависимости силы упругости Fупр от величины растяжения х. Для этого начертите взаимно перпендикулярные вертикальную и горизонтальную оси, обозначив их буквами Fупр и х.

Какую из двух величин – силу упругости Fупр или растяжение х – следует отложить на вертикальной оси графика? Выберите подходящий масштаб, отметьте точки графика и проведите через них плавную линию. Выполните лабораторную работу.

Учитель; Какова цель эксперимента? Какой сделали вывод? Как вы закодировали информацию (пункт1) Можете добавить к своей фигуре - образу новые шестиугольники?

Наука - это игра в “задай сложный вопрос”. Не бойтесь задавать сложные вопросы касательно неисследованных тем.

Запишите на ромашку рис1 свой вопрос, выбрав начало вопроса из таблицы.

Рис1

Чей вопрос вам больше всего понравился?

Проведение эксперимента - это тот самый метод, которым вооружены ученые, собирающиеся исследовать тот или иной феномен в надежде узнать про окружающий нас мир что-нибудь новое. На уроках, точно так же, как и в жизни, вам придётся сталкиваться с противоречивыми фактами и суждениями, неожиданными результатами опытов и наблюдений. Так возникают проблемные ситуации. Чем лучше вы научитесь разбираться в возникающих проблемах, тем успешнее будет ваше обучение. Но достигнуть успеха в учёбе нельзя, если быть только сторонним наблюдателем и исполнителем.

Используемая литература:

Усова А.В., Вологодская З.А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе M.: Просвещение, 1981. — 158 с.

Андрюшечкин, С.М. Физика. 7 кл. : учеб. для организаций, осуществляющих образовательную деятельность М. : Ба ласс, 2015. – 240 с.

https://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/raznoe/2014/03/29/konspekt-zanyatiya-po-vneurochnoy-deyatelnosti-proektnaya

https://moluch.ru/conf/ped/archive/17/366/

http://www.yaklass.ru/p/fizika/7-klass/vvedenie-11860/nabliudeniia-opyty-izmereniia-gipoteza-eksperiment-13542/re-29fde1ff-49c9-4d68-8dad-828194412558

https://studfiles.net/preview/5317989/

6