Методическая разработка


ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ №8»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
«Использование метода гипотезы в обучении физике»
Автор – Шапошникова Г.А.
Развитие познавательной активности и творческих способностей обучающихся может быть обеспечено включением в учебный процесс активных методов усвоения курса физики, среди которых важное место занимает метод гипотезы. Этот метод предполагает формирование как основных знаний о научной гипотезе так и умений использовать их в своей познавательной деятельности.
Известно, что гипотеза рабочий инструмент научного познания.
Анализируя полученные экспериментальным путём или в ходе наблюдений факты, исследователь выдвигает предположение, на основе которого объясняет увиденное явление, вскрывает его внутренний механизм, связь с другими явлениями.
Отметим те характерные черты данного метода, с которыми следует познакомить обучающихся и которые обеспечивают состоятельность научной гипотезы. Первое: с одной стороны, гипотеза должна пройти логический анализ (её необходимо сопоставить с теми известными фактами справедливость которого неоднократно и надёжно обоснована), с другой, -она не должна «приспосабливаться» к фактам, кажущимися само собой разумеющимися и соответствующими здравому смыслу. Второе: гипотеза требует своего экспериментального подтверждения, а по этому должна быть принципиально проверяема, ибо если она не получит опытного подтверждения, то содержащаяся в ней идея не включается в научное знание. Третье: всякая научная гипотеза должна быть плодотворной; это значит, что выдвигаемая гипотеза – вначале для объяснения одного единственного явления, должна надёжно служить в дальнейшем при исследовании широкого круга природных процессов.
Главным же в процессе овладения обучающимися методом гипотезы считается целенаправленное и постепенное формирование у них в ходе изучения программного материала умения самостоятельно выдвигать и обосновывать гипотезы, которое базируется на выводах изученных ранее фактах, теорий путем их дедуктивной экстраполяции, т.е распространение на новые явления факты. При этом логика изложения может быть представлена такой цепочкой:
проблемная ситуация – выдвижение гипотезы – обоснование её – экспериментальное обоснование гипотезы.
Приведу несколько примеров отражающих логику и «механику» включения метода гипотезы в процесс объяснения нового материала.
Тема: «Основы молекулярно-кинетической теории»
1644651219835знания
об энергии
о МКТ
вещество состоит из частиц;
частицы хаотично движутся;
частицы взаимодействуют друг с другом
энергия, которой обладают тела вследствие своего движения , называется кинетической;
энергия , которой обладают тела вследствие взаимодействия друг с другом, называется потенциальной
гипотеза: вещество обладает внутренней энергией
00знания
об энергии
о МКТ
вещество состоит из частиц;
частицы хаотично движутся;
частицы взаимодействуют друг с другом
энергия, которой обладают тела вследствие своего движения , называется кинетической;
энергия , которой обладают тела вследствие взаимодействия друг с другом, называется потенциальной
гипотеза: вещество обладает внутренней энергией
Необходимо подвести обучающихся, используя дедуктивно-гипотетический подход, к пониманию того, что вещество обладает внутренней энергией. Для того необходимо проанализировать МКТ и понятия потенциальной и кинетической энергий так, как это представлено на схеме 1:
Схема 1
Тема: «Магнитное поле»
При изучении данной темы можно ввести понятие о силе Лоренца методом гипотезы, т.е. дедуктивного предположительного умозаключения из двух посылок, достоверность которых была теоретически и экспериментально обоснована в процессе ознакомления с предшествующим учебным материалом. Работа идет по схеме 2:
184785172085 знания
на проводник с током в магнитном поле действует сила - сила Ампера
электрический ток – это направленное движение заряженных частиц
гипотеза: на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу действует сила
00 знания
на проводник с током в магнитном поле действует сила - сила Ампера
электрический ток – это направленное движение заряженных частиц
гипотеза: на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу действует сила

Схема 2
Тема: « Электромагнитная индукция»
Разбирая эту тему, за основу берется следующее высказывание Эйнштейна: «Опыты Эрстеда и Фарадея создали основу, на которой построены законы Максвелла». Для того, чтобы с помощью гипотезы подвести обучающихся к пониманию сущности явления электромагнитной индукции и выводу о том , что переменное электрическое поле порождается переменным магнитным полем, необходимо вспомнить сначала условие возникновения электрического тока. Далее ставится серия экспериментов по электромагнитной индукции, в которых перемещается только катушка. Обращается внимание обучающихся на тот факт, что свободные электроны могут двигаться упорядоченно не только в электрическом, но и в магнитном поле. Так, в опыте с катушкой, замкнутой на гальванометр, и полосовым магнитом катушка перемещается в магнитном поле и вместе с ней в этом движении участвуют свободные электроны, имеющиеся в металлической проволоке катушки; возникновение электрического тока в данном эксперименте можно объяснить действием силы Лоренца.
Теперь нужно сделать катушку неподвижной, а перемещать магнит относительно ее: вводить его в отверстие и выводить оттуда. Я прошу выдвинуть свою гипотезу для теоретического объяснения наблюдаемого эффекта. Обучающиеся предполагают (гипотеза), что переменное электрическое поле, порождающее ток, есть результат существования переменного магнитного поля. Для проверки гипотезы целесообразно предложить им придумать еще один опыт, в котором катушка, замкнутая на гальванометр, была бы неподвижна в переменном магнитном поле, и посмотреть, что из этого получится. После обсуждения различных вариантов вырисовывается план следующего опыта: поместить соленоид в катушку, замкнуть ее на гальванометр; с помощью ключа замыкать и размыкать цепь соленоида, питаемую от источника постоянного тока. Решаем как поставить этот эксперимент; его можно провести с оборудованием от универсального разборного трансформатора. Наблюдаем: стрелка гальванометра фиксирует возникновение индукционного тока в момент замыкания цепи соленоида. Внимание обучающихся обращается на то, что катушка находится в переменном магнитном поле соленоида, создаваемым меняющимся по величине электрическим током. Можно несколько видоизменить опыт: последовательно с источником постоянного тока в цепь соленоида включить реостат; тогда при изменении им силы тока в цепи соленоида изменится и индукция его магнитного поля, а гальванометр зафиксирует возникновение электрического тока в катушке.
Эти демонстрационные опыты порождают проблемную ситуацию ( чем объяснить появление индукционного тока в неподвижной катушке, ведь сила Лоренца в данном случае на электроны не действует?) и доказывает выдвинутую обучающимися гипотезу: переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле. 0 процессе выдвижения гипотезы в описанном случае дает представление схема 3.
При изучении атомного ядра методом гипотезы можно подвести учащихся к пониманию того, что в атомном ядре между нуклонами действует силы особого типа, природа которых отлична от гравитационных и электромагнитных сил.
92710186690знания
опыты по электромагнитной индукции.
Вывод: в катушке, замкнутой н гальванометр и находящейся в переменном магнитном поле, возникает переменный электрический ток
факты
для возникновения электрического тока необходимо:
существование свободных заряженных частиц;
действие на эти частицы электрического поля
гипотеза:
переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле
00знания
опыты по электромагнитной индукции.
Вывод: в катушке, замкнутой н гальванометр и находящейся в переменном магнитном поле, возникает переменный электрический ток
факты
для возникновения электрического тока необходимо:
существование свободных заряженных частиц;
действие на эти частицы электрического поля
гипотеза:
переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле

Схема 3
Тема: «Строение атомного ядра»
Сообщаю, что после открытия нейтрона советский физик Д.Д.Иваненко и независимо от него немецкий физик В.Гейзенберг предположил протонно - нейтронную модель атомного ядра. Обращаем внимание на то, что между протонами ядра действуют силы электростатического отталкивания. Ставим проблемный вопрос: как объяснить устойчивость атомного ядра? Просим выдвигать гипотезы для истолкования феномена.
Так как ученикам известен закон всемирного тяготения, то вполне естественно такое предложение: протоны и нейтроны удерживаются в ядре гравитационными силами. Для его проверки даю задание: рассчитать и сравнить силы электростатического и гравитационного притяжения для двух протонов, находящихся внутри ядра на расстоянии 10-15 м. Оказывается, что Fэ >> Fг. Таким образом, для объяснения устойчивости атомного я ядра предложенная гипотеза не годится. Необходимо высказать другую, например: о существовании и действии в атомном ядре между нуклонами сил особой природы. Приведенные рассуждения укладываются в схему 4.
-43815029210F г притяж.знания
законы
факт: атомное ядро устойчиво
закон Кулона
закон всемирного тяготения
F э отталк.F э >> F г
гипотеза:
в атомном ядре между нуклонами действуют силы особой природы
00F г притяж.
знания
законы
факт: атомное ядро устойчиво
закон Кулона
закон всемирного тяготения
F э отталк.
F э >> F г
гипотеза:
в атомном ядре между нуклонами действуют силы особой природы

Схема 4
Приведенные примеры, разумеется, не исчерпывают возможностей использования метода гипотезы в курсе физики. Форма организации работы при этом может быть различной, она зависит от уровня обучающися, степени подготовленности их к самостоятельной деятельности.
Метод гипотезы, таким образом, способствует гибкости мышления обучающихся как необходимого компонента творческой деятельности, помогает выработать умение вести диалог, работать в группах.


Приложенные файлы


Добавить комментарий