CC BY
70
ее характеристикой. Для студентов доминирующим видом деятельности является образовательная деятельность, носящая правовой характер.
Студенты осуществляют образовательно-правовую деятельность, представляющую собой определенный вид социальной активности, мотивированно осуществляемый субъектами образовательного процесса, признаваемый обществом, государством правильным и юридически значимым.
Правовая активность студентов может быть выявлена не только в сфере образования, но и за ее пределами, когда они выступают в роли активных участников иных правоотношений, в том числе, гражданских, трудовых, семейных и др. В процессе исследования мы провели анкетный опрос среди 330 студентов вузов г. Махачкалы с целью выяснения роли правового образования в формировании правовой культуры. Как показали результаты опроса, уровень правовой активности у студентов неюридических факультетов низкий. Они объясняют такое положение слабой правовой подготовкой и незнанием «куда и как обратиться, чтобы реализовать свои права», рассматривают право, как средство достижения личных интересов, а по отношению к закону - умение его обходить.
Согласно данным, полученным в ходе опроса, 58% студентов испытали недостаток правовых знаний при разрешении конфликтных ситуаций, во взаимоотношениях с сотрудниками правоохранительных органов, при составлении юридических документов, 28% обучаемых ощущали потребность в правовых знаниях при трудоустройстве, защите своих личных прав, чести и достоинства, 14% студентов обращались за юридической помощью к специалистам. На вопрос «Что представляет для вас наибольшую трудность в применении правовых знаний?» 87% студентов указали теоретичность и оторванность содержания правовой информации учебного курса права от практики, 13% скептически относятся к потенциальным возможностям права в регулировании отношений «человек - государство» что подтверждается такими ответами как «в жизни все по-другому», «законы писаны только для бедных людей», «не верю в законность в нашей стране, где процветает коррупция» и т.д.
В сложившихся обстоятельствах преподаватели должны переходить с преимущественно информативного типа обучения на интерактивное обучение, активизирующей личностный потенциал учащейся молодежи и расширяющий возможности реализации ее прав в конкретных жизненных ситуациях.
Интерактивное обучение - это обучение, построенное на взаимодействии учащегося с учебным окружением, учебной средой, которая служит областью осваиваемого опыта. Интерактивные методы обучения позволяют интенсифицировать процесс понимания усвоения и творческого применения знаний при решении практических задач по праву. Они формируют способность свободно мыслить, по-своему видеть проблем-
Библиографический список
ную ситуацию, выход из нее, обосновывать свои позиции, свои жизненные ценности.
Особый интерес для нашего исследования представляет использование педагогических возможностей игры. Содержанием деловой игры для студентов выступает имитация конкретных условий профессиональной деятельности специалиста и их социального взаимодействия. Данная особенность деловой игры на занятиях по праву способствует формированию правосознания будущего специалиста.
Неотъемлемой частью правового образования является изучение казусов. На семинарских занятиях по праву студенты, используя кейс-метод (техника обучения, с описанием реальных экономических, правовых ситуаций), анализируют ситуацию, представляют результаты анализа в виде презентаций, обсуждают в группе и подводят итоги.
Кейс-технологии позволяют развивать творческие способности студентов, помогает им успешно овладеть способностями анализа непредвиденной ситуации, формирует такие качества, как инициативность и самостоятельность, учит работать в команде [3].
Результаты нашего исследования показали, что уровни правосознания студентов отличаются друг от друга. Обобщение результатов позволило нам определить:
- низкий уровень, который характеризуется поверхностными правовыми знаниями, отказом участвовать в игре, в дискуссиях, пассивностью на занятиях; самооценка при выполнении задания занижена;
- средний уровень - студенты обладают правовыми знаниями, но их применение носит ситуативный характер, так как возникают трудности соотношения конкретной задачи и имеющихся теоретических знаний. Самооценка собственной роли в совместной деятельности завышена;
- высокий уровень - студенты применяют правовые знания, знание законодательства при решении ситуаций, аргументированно отстаивает свою точку зрения, способен к осознанию влияния на мнение других студентов, толерантен, тактичен, эрудирован. Адекватно оценивает собственную роль в выполнении совместных заданий.
Социально - правовая активность студентов является признаком правового поведения, соответствующего духу и смыслу права, важным условием формирования правового сознания, позволяя не только воспринимать правовую информацию, но и закреплять умения и навыки ее использования в реальной жизни. Таким образом, используя интерактивные методы обучения праву на занятиях мы пришли к выводу о том, что социальная и правовая активность студентов в деловой игре, в реализации проекта, в решении казусов способствует формированию правового сознания у студентов.
1. Певцова, Е.А. Формирование правового сознания школьной молодежи: состояние, проблемы и перспективы // Государство и право. -2005. - № 4.
2. Буланова, И.А. Правовые ценности российской молодежи / И.А. Буланова, И.А. Дякина, П.С. Самыгин. - Ростов н/Д., 2006.
3. Панфилова, А.П. Инновационные педагогические технологии: активное обучение. - М., 2009.
Bibliography
1. Pevcova, E.A. Formirovanie pravovogo soznaniya shkoljnoyj molodezhi: sostoyanie, problemih i perspektivih // Gosudarstvo i pravo. - 2005. - № 4.
2. Bulanova, I.A. Pravovihe cennosti rossiyjskoyj molodezhi / I.A. Bulanova, I.A. Dyakina, P.S. Samihgin. - Rostov n/D., 2006.
3. Panfilova, A.P. Innovacionnihe pedagogicheskie tekhnologii: aktivnoe obuchenie. - M., 2009.
Статья поступила в редакцию 17.04.13
УДК 504:37.03
Andryushenko V.A. THE ECOLOGICAL PHYSICS EDUCATION BY SCIENTIFIC METHODS OF INQUIRY. The
study of the ecological physics is a most actual problem of modern science education. It is considered the way of solution in the article: theoretical research and practical application of it. The article deals with both the general theoretical and practical private research aspects of a didactical problem. The offered methods of teaching physics with ecological content of its sequential application allows students simultaneously with the acquisition of physics and ecology knowledge to realize their method of preparation, and then teach them the scientific method of natural phenomena.
Key words: Physics Education, Ecological Education, Ecological Thinking, Methods of Inquiry, Methods of Teaching.
В.А. Андрющенко, канд. пед. наук, Заслуженный учитель РФ, учитель физики МБОУ СОШ № 4, г. Радужный, Е-mail: [email protected]
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКИ С ЭКОЛОГИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
Методика изучения курса физики с экологическим содержанием является одной из наиболее актуальных проблем современного естественнонаучного образования. В статье рассматривается один из путей её решения: теоретическое обоснование и практическое применение. Предложенная в работе методика обучения физике с экологическим содержанием при её последовательном применении позволяет учащимся одновременно с усвоением знаний по физике и экологии осознать способ их получения, а значит обучить их научным методам познания природных явлений.
Ключевые слова: обучение физике, экологическое образование, экологическое мышление, методы познания, методика преподавания.
Формирование умений к самостоятельной работе может быть обеспечено развитием познавательных способностей за счет овладения методологическим аппаратом приращения и применения знаний. Как показывает педагогическая практика, при обучении учащихся на основе овладения методами научного познания учебно-научная деятельность каждого ученика всегда индивидуальна.
Личностно-ориентированный учебный процесс на основе научного метода познания позволяет развивать творческую инициативу учащихся, привлекать их к научной работе, в частности, с экологическим содержанием, т.е. способствовать овладению умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений, практического использования физических знаний, оценивать достоверность естественнонаучной информации. Таким образом, результатом обучения являются не только знание предметов физики и экологии, но и развитие их способностей к научному исследованию, пониманию основ методологии научного познания.
По нашему мнению, достичь этого возможно при условии, чтобы учащиеся усвоили не только систему физических знаний с экологическим содержанием, но и то, как они были получены. Способами получения новых научных знаний являются методы научного познания. Процесс научного познания в физике представляет собой процесс применения эмпирического (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент, экспериментальное моделирование и др.) и теоретического (идеализация, формализация, аксиоматический метод, анализ и синтез, теоретическое моделирование и др.) познания. Таким образом, результатом обучения должны быть не только знание предметов физики и экологии, но и развитие способностей к научному исследованию, понимание основ методологии научного познания, стремление к универсальности знания [1].
Сведения о методах научного познания необходимо осуществлять в органической связи с изучаемым материалом, только в этом случае учащиеся могут оценить плодотворность этих методов. Показ проникновения в тайны природы убеждает старшеклассников в познаваемости мира, а постановка еще нерешенных проблем - в относительности добытых истин.
Мы полагаем, что предметом усвоения на уроках физики с экологическим содержанием должны быть обобщенные методы получения физических знаний определенного типа, исторически сложившиеся в ходе развития физической науки. Основными типами физических знаний, изучаемых в основной школе, являются предметные и методологические (метапредметные) знания [2].
К предметным знаниям относятся научные факты, понятия (процессы, явления, свойства, величины, структурные формы материи), гипотезы и теории, практические приложения теоретических знаний (приборы, технические устройства, технологические процессы).
К метапредметным знаниям относятся вышеперечисленные методы научного познания (исследования). Научное познание понимается как обнаружение существенно нового и неизвестного ранее, представляющего для учащихся значимость в связи с их предшествующими знаниями и представлениями, повседневным опытом, доступной и известной им практикой. Имеется в виду познание не вообще, а личностное, индивидуальное,
т.е. открытие для себя идеи, закона, метода. Причем особый акцент делается на выявление нового содержательного факта, интеллектуально и практически интересного самого по себе.
Деятельность по получению новых физических знаний включает создание проблемной ситуации (постановку проблемной задачи с экологическим содержанием) в результате анализа определенной ситуации и разработку плана ее разрешения. Нами сформулированы практически к каждой теме характерные задачи, в результате решения которых старшеклассники получают определение понятий, научные факты или законы, а также подобраны типы проблемных ситуаций, способствующих постановке задач с экологическим содержанием и решению их как экспериментальным методом, так и теоретическим. В конечном счете, данная деятельность способствует выявлению обобщенных способов их решения.
Как показывает практика, вызвать интерес у учащихся к изучению явления может лишь его обнаружение в конкретной ситуации. Поэтому именно в школе целесообразно изучать все чувственно воспринимаемые физические явления с экологическим содержанием, которые наблюдаются в окружающей среде. Познавательная потребность в исследовании экологического явления выражается в виде проблемной задачи: «Что это за явление?», если в исходной ситуации оба взаимодействующих объекта выступают в явном виде, или в виде задачи: «Какова причина наблюдаемого явления?», если неясно, взаимодействие каких объектов приводит к определенному изменению их состояния. Для ее решения выдвигается гипотеза о причине явления. Чтобы проверить выдвинутую гипотезу, проводится экспериментальное исследование, которое состоит из следующих операций [1]:
1. Уяснение цели эксперимента.
2. Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.
3. Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.
4. Планирование эксперимента, включающее ответы на вопросы:
а) какие наблюдения провести;
б) какие величины измерить;
в) приборы и материалы, необходимые для проведения опытов;
г) ход опытов и последовательность их выполнения;
д) выбор формы записи результатов эксперимента.
5. Отбор необходимых приборов и материалов.
6. Сбор экспериментальной установки.
7. Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и выбранными способами кодирования получаемой во время опыта информации.
8. Математическая обработка результатов измерений.
9. Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов (в словесной, знаковой или графической форме).
Привлечение учеников к выдвижению гипотез является естественным развитием активизации их мышления на первом этапе изучения нового материала - при постановке учебной проблемы. Умелое сочетание создания проблемной ситуации, выдвижения гипотезы с экспериментальным исследованием позволяет реализовать в обучении путь научного познания: от проблемы к гипотезе, от гипотезы к эксперименту, от эксперимента
к теоретическому осмыслению выводов, затем к новой проблеме. Причем некоторые этапы этого пути учащиеся проходят активно, самостоятельно осуществляя частичный поиск в исследовании проблемы [2; 3]. Полученные экспериментальные данные позволяют сформулировать вывод об истинности или ложности гипотезы. Если выдвинутая гипотеза не подтвердилась, то высказывается другая, которая также проверяется в экспериментальном исследовании, и т.д. до тех пор, пока не будет однозначно определено, взаимодействие каких именно объектов приводит к исследуемому изменению состояния одного их них. Это суждение, выраженное в определенной форме кодирования, и будет являться ответом на проблемную задачу.
После того как причина явления установлена, то есть определено, взаимодействие каких именно объектов (О) вызывает заданное изменение в состоянии одного из них (О-1), возникает потребность выяснить, а только ли с этим конкретным объектом может происходить изучаемое явление. Это позволяет сформулировать следующую проблему (проблемную задачу П-1): «С какими еще объектами происходит это явление?». Далее разрабатывается метод решения задачи, состоящий в том, чтобы менять первоначальный объект (О-1) исследования при прочих равных условиях, то есть взаимодействующий с объектом (О-1) объект (О-2) и условия, при которых будут осуществляться эксперименты, должны быть такими же, как в конкретной ситуации. После проведения серии экспериментов формулируется обобщенное знание о первоначальном объекте.
Далее формулируется следующая задача (П-2): «При воздействии каких еще объектов может происходить данное явление?». Метод решения этой задачи состоит в том, чтобы менять объект (О-2), при этом первоначальный (О-1) может быть любым из исследованных при решении (П-1), а условия, при которых будет осуществляться взаимодействие объектов должны быть прежними. После проведения экспериментов формулируется обобщенное знание об объекте (О-2). Для полного изучения явления, помимо причины, его вызывающей, необходимо установить, при каких условиях взаимодействие объектов, приведет к заданному изменению в состоянии объекта (О-1). Это вызывает потребность в формулировании задачи (П-3) типа: «Какие условия являются обязательными для протекания явления?». Метод решения (П-3) состоит в том, чтобы осуществлять взаимодействие (О-1) и (О-2) при равных условиях, когда то или иное из окружающих обстоятельств устраняется или изменяется. Эта серия экспериментов позволяет выявить специфические условия для протекания явления и сформулировать обобщенное знание о них. Обобщение результатов решения этих проблемных задач позволяет сформулировать физическое суждение, содержащее обобщенные знания об объектах и специфических условиях для протекания физического явления. Для обозначения явления подбирается термин-слово или словосочетание. В итоге создается понятие о физическом явлении.
При изучении явления, то есть при наблюдении за взаимодействием различных объектов в разных условиях, учащиеся обнаруживают, что интенсивность явления разная. В этой исходной ситуации возникают следующая задача: «Какими физическими величинами можно численно оценить интенсивность протекания явления?». В результате решения (П-1) создается понятие о физической величине; в результате решения (П-2) создается научный факт. Суждение, выражающее научный факт о зависимости физической величины, характеризующей интенсивность явления от других величин, описывающих свойства объектов и условия взаимодействия, является исходной ситуацией, в которой возникает познавательная потребность получить ответ на вопрос «Какой характер (вид) этой зависимости?». Решение ее, как правило, путем обработки экспериментальных данных через построение графиков зависимости одной величины от другой приводит к открытию эмпирического закона.
После установления вида зависимости между физическими величинами возникает необходимость записать закон математически, то есть решить задачу: «Каков физический смысл коэффициента пропорциональности в математической записи закона?». Если в рамках школьного курса возможно (в математическом отношении) решение этой задачи, то можно подойти к созданию понятия о физической величине, описывающей либо свойство одного из взаимодействующих объектов, либо условия взаимодействия.
Обучение методам получения отдельных типов физических знаний следует организовать как решение учащимися проблем-
ных задач. Это требование следует из понимания процесса учения как усвоения системы определенных видов деятельности, выполнение которых приводит ученика к новым знаниям и умениям.
Организуя деятельность учащихся, следует провести их через следующие этапы [4].
I. Мотивационный этап
1) создание проблемной ситуации и введение в нее учащихся;
2) осознание проблемы и ее вербальная формулировка в виде учебной задачи, формулировка цели;
3) оценка своих возможностей и планирование деятельности по решению проблемы:
- формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента;
- планирование эксперимента.
II. Исполнительно-операционный этап
4) разработка метода решения познавательной задачи на эмпирическом уровне познания;
5) проведение серий экспериментальных исследований;
6) формулирование ответа на познавательные задачи в виде индуктивных умозаключений;
7) определение физического понятия, закона или научного факта.
III. Рефлексивно-оценочный этап
8) анализ достоверности результатов.
Решение проблемных задач на уроке необходимо организовать таким образом, чтобы каждый ученик самостоятельно разрабатывал способ их решения на основе обобщенного метода. Таким образом, результатом обучения должны быть не только знание предметов физики и экологии, но и развитие способностей к научному исследованию, понимание основ методологии научного познания [5].
Приведем пример сценария фрагмента занятия, на котором организуется деятельность учащихся по созданию понятий, научных фактов и установлению закономерностей, по теме «Капиллярные явления с точки зрения экологических проблем» (примерная продолжительность диалога с учетом продуманной подготовительной работы составляет 25-30 минут). В сценарии «Ученик» - обобщающий термин, приводимые ответы принадлежат разным ученикам.
Для проведения данного занятия необходима предварительная работа, касающаяся измерений коэффициентов поверхностного натяжения ряда жидкостей (воды, спирта, глицерина, масло, мыльный раствор и т.д.), а также их плотностей. Две небольшие группы учащихся независимо друг от друга во внеурочное время проводили измерения коэффициентов поверхностного натяжения, пользуясь методами, приведенными в практикуме по физике средней школы [6]:
- измерение поверхностного натяжения воды методом отрыва петли;
- измерение поверхностного натяжения воды методами отрыва капель и поднятия жидкости в капилляре.
С экологической точки зрения представлял интерес по установлению характера зависимости поверхностного натяжения от примесей (поверхностно-активных веществ). Учащиеся убедились, что поверхностно-активными веществами, понижающими поверхностное натяжение воды, являются нефтепродукты, спирты. Также было установлено, что с повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается и не наблюдается линейной зависимости коэффициентов поверхностного натяжения от плотности жидкости.
Анализ полученных результатов с экологической точки зрения позволил сделать вывод о том, что различные загрязнители (химические и тепловые) сильно изменяют поверхностное натяжение воды, что затрудняет жизнедеятельность насекомых, обитающих на поверхности водоемов, и ведет к уменьшению их численности, то есть коэффициент поверхностного натяжения является экологическим параметром. Следует отметить, что полученные результаты исследований в дальнейшем выносятся на обсуждения в рамках семинаров, конференций. Измерение плотности жидкостей у старшеклассников затруднений не вызывало.
Мотивационный этап.
Учитель. На предыдущих занятиях, изучая свойства жидкости, мы столкнулись с явлениями текучести, поверхностного натяжения, смачивания и несмачивания, разобрались с причи-
ной их возникновения. Могут ли вышеназванные явления находится во взаимосвязи с другими явлениями природы? Возможно, вы уже сталкивались с ними при изучении других школьных дисциплин естественнонаучного цикла. Расширим круг исследуемых вопросов.
Этап «создания» понятия о явлении капиллярности и установлении характерных закономерностей.
Учитель. Проведем следующий опыт. Опустим одновременно в сосуд с водой полоску промокательной бумаги и тоненькую стеклянную трубку, держа их вертикально. Наблюдения показывают, что результатом опыта является подъем жидкости в них.
Сформулируем задачу (П-1). Какое явление с жидкостью происходит в тонких, капиллярных (от латинского слова capillaries
- волосной) трубках? Чем обусловлен уровень подъема жидкости в капиллярах?
При изучении биологии явление капиллярности рассматривалось как рациональное использование влаги: уменьшая диаметр капилляров путем уплотнения почвы, усиливают приток воды к поверхности, к зоне испарения, и тем ускоряют высушивание почвы, а разрыхляя ее и разрушая тем самым систему почвенных капилляров, задерживают приток воды к зоне испарения и замедляют высушивание почвы. Именно на этом основан известный агротехнический прием регулирования водного режима почвы - боронование. Таким образом, явление капиллярности дает нам представление о рациональном использовании природных ресурсов - важнейшей экологической проблемы.
Предложите идею экспериментального решения задачи по установлению закономерностей уровня подъема жидкости в капиллярах от взаимодействующих объектов, имеющих различные характеристики.
Ученик. Взять широкий сосуд с однородной жидкостью и опустить в него капиллярную трубку.
Учитель. Изобразите в тетрадях схему экспериментальной установки. Проведем предложенный эксперимент. Что вы видите?
Ученик. Казалось бы, однородная жидкость и в широком сосуде, и в капиллярной трубке должна установиться на одном уровне. Но опыт показывает, что в капиллярном сосуде однородная жидкость поднимается на некоторую высоту над ее уровнем в широком сосуде.
Учитель. Какие проблемные задачи необходимо решить далее?
Ученик. Всегда ли жидкость поднимается в капилляре?
Учитель. Запишем задачу (П-2). Только ли однородная жидкость может подниматься в капиллярном сосуде? Каков метод решения этой задачи?
Ученик. Необходимо варьировать опыты с различными жидкостями. Рассмотрим поведение различных жидкостей в капилляре.
Учитель. (Проводит серию опытов и фиксирует экспериментальные данные на доске, а также для наглядности демонстрирует фрагменты видеофильма (диафильма, мультимедиа) с опытами по изучению капиллярных явлений с ртутью, которая является несмачивающей по отношению к стеклянной трубке). Сформулируйте ответ на (П-2).
Ученик. Если жидкость является смачивающей по отношению стенок капилляра, то уровень жидкости в нем выше, чем в широком сосуде. В противном случае уровень жидкости в капилляре ниже уровня жидкости в сосуде.
Учитель. Для нахождения ответа на полученный научный факт необходимо обратить внимание на кривизну поверхности жидкости в капилляре (мениск). Видно, что если жидкость смачивает материал трубки, то внутри ее поверхность имеет вогнутую форму, если не смачивает - выпуклую. В чем причина наблюдаемого явления? Как вы думаете, каков механизм подъема жидкости?
Ученик. При рассмотрении явления поверхностного натяжения мы обращали внимание на тот факт, что если поверхность жидкости не плоская, то она оказывает на жидкость избыточное давление. Это давление обусловлено силами поверхностного натяжения. Поэтому под вогнутой поверхностью жидкости появляется избыточное давление, наличие которого и приводит к тому, что жидкость в капилляре поднимается, так как под плоской поверхностью жидкости в широком сосуде избыточного давления нет.
Учитель. Это явление носит название капиллярного. Запишите в тетради определение этого явления. Явление измене-
ния высоты уровня жидкости в капиллярах называется капиллярностью. Мы уже говорили о том, влагообмен в почве и в растениях осуществляется за счет поднятия воды по тончайшим капиллярам. Однако, по «капиллярам растений» могут подниматься из почвы не только растворенные в воде полезные вещества, но и вредные, часть из которых накапливается в растениях и может в дальнейшем попасть в пищу, принося вред. Это достаточно выраженная экологическая проблема, требующая особого внимания по охране окружающей среды от различных загрязнителей. Для установления количественных закономерностей необходимо решить следующие задачи.
Запишем задачу (П-3). От чего зависит уровень подъема или опускания однородной жидкости в капилляре? Выскажите ваши предложения.
Ученик. Исходя из предыдущих исследований, можно предположить, что уровень жидкости в капилляре зависит от рода жидкости (поверхностного натяжения и ее плотности), а также от внутреннего радиуса (площади поперечного сечения) трубки.
Учитель. (Записывает гипотезы на доске). Высказаны две гипотезы. Как проверить истинность первой из них?
Ученик. Предлагаю провести опыт с одной смачивающей стенки капилляра жидкостью и зафиксировать уровень ее подъема в выбранном капилляре. Затем взять другие смачивающие стенки капилляра жидкости и посмотреть, что происходит с их уровнями в том же капилляре.
Учитель. Какую экспериментальную установку вы предлагаете?
Ученик. Практически ту же, только используем дополнительные, смачивающие стенки капилляра жидкости, с известными значениями коэффициентов поверхностного натяжения и их плотностями.
Учитель. Проведем предложенный эксперимент. Используя полученные экспериментальные данные, занесенные в таблицу, постройте два графика:
- зависимость высоты подъема жидкости в капилляре от значения коэффициентов поверхностного натяжения;
- зависимость высоты подъема жидкости в капилляре от плотности жидкости.
Сформулируйте ответ об истинности гипотезы.
Ученик. Гипотеза верна - уровень жидкости действительно зависит от рода жидкости. Причем, зависимость подъема жидкости в капилляре от значений коэффициента поверхностного натяжения можно приблизительно интерпретировать как линейную (при близких значениях плотностей жидкости): чем больше значение коэффициента поверхностного натяжения, тем уровень подъема жидкости в капилляре выше. Но зависимость уровня подъема жидкости в капилляре от ее плотности (при близких значениях коэффициентов поверхностного натяжения) носит нелинейный характер, носящая достаточно сложный характер, но можно с большим приближением сказать, что полученная кривая с близка к гиперболе. Следовательно, можно сделать предварительный, с большим приближением вывод об обратно пропорциональной зависимости уровня подъема жидкости в капилляре от плотности смачивающей жидкости.
Учитель. Как проверить вторую гипотезу?
Ученик. Нужно взять различного радиуса капилляры и проследить за уровнем подъема конкретной, смачивающей жидкости в них.
Учитель. Проведем предложенный эксперимент. Что мы наблюдаем?
Ученик. Из опытов видно, что чем больше радиус трубки, тем меньше уровень подъема жидкости в капилляре.
Учитель. Отобразите графически полученные опытные данные и проанализируйте их.
Ученик. Зависимость носит сложный, нелинейный характер, причем опять же полученная кривая с определенной достоверностью близка к гиперболе. Следовательно, можно сделать вывод об обратно пропорциональной зависимости уровня подъема жидкости в капилляре от его радиуса. Вторая гипотеза (на качественном уровне) подтверждена достаточно наглядно.
Учитель. Запишите ответ на познавательную задачу (П-3).
Ученик. Уровень подъема (опускания) жидкости в капилляре зависит от рода жидкости и от внутреннего диаметра трубки. На основании экспериментальных данных можно записать следующую формулу: Ь|=ка/ф, где к-коэффициент пропорциональности, г-радиус трубки, а - коэффициент поверхностного натяжения, р - плотность жидкости.
Учитель. Записанное утверждение действительно является закономерностью. Как вы считаете, возможно ли определить значение коэффициента пропорциональности?
Ученик. Коэффициент пропорциональности можно определить, используя следующие способы:
- провести дополнительные экспериментальные исследования по выявлению зависимости уровня подъема жидкости в капилляре одновременно от трех величин (коэффициента поверхностного натяжения, плотности жидкости и от радиуса капиллярной трубки) и попытаться эмпирически найти его значение;
- используя математические методы анализа графиков.
Учитель. Данное соотношение можно подтвердить
теоретически. Если жидкость полностью смачивает твердое тело, то со стороны жидкости на линию ее соприкосновения с твердым телом, длина которой 2пг, действует направленная вниз сила поверхностного натяжения, модуль которой равен Р=2пга. Со стороны твердого тела (в нашем случае стеклянной трубки) на жидкость действует такая же по модулю сила F1, направленная вверх.
Библиографический список
Она и вызывает подъем жидкости в капилляре на такую высоту Ь|, при которой сила тяжести Рт, действующая на весь поднятый столб жидкости, равна по модулю силе Р1, а следовательно, и силе поверхностного натяжения Р: Р= Рт. Отсюда 2та=тд. Масса поднятого столба жидкости равна т=Ур=т2Ьф, где У-объем поднятого слоя. Следовательно, Ь|=2а/гдр. Какой вывод можно сделать из полученных нами теоретических рассуждений?
Ученик. Уровень подъема смачивающей жидкости в капилляре прямо пропорционален коэффициенту поверхностного натяжения жидкости и обратно пропорционален радиусу капилляра и плотности жидкости. Мы видим, что, вода, насыщенная загрязнителями, имея меньшее значение коэффициента поверхностного натяжения, будет подниматься в капиллярах на меньшую высоту. А это влечет к нарушению влагообмена.
Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что предлагаемая методика при её последовательном применении позволяет учащимся одновременно с усвоением знаний по физике с экологическим содержанием осознать способ их получения, а значит обучить их научным методам познания природных явлений.
1. Яворук, О.А. Дидактические перспективы универсального знания // Вестник Югорского гос. университета. - 2012. - № 2.
2. Усова, А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. - М., 2007.
3. Разумовский, В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике: пособ. для учителей. - М., 1975.
4. Суровикина, С.А. Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике. Теоретический и практический аспекты: монография. - Омск, 2006.
5. Андрющенко, В.А. Специфика организации исследовательской работы учащихся по физике с экологической тематикой / В.А. Андрющенко, О.А. Яворук // Вестник Челябинского гос. педагогического университета. - 2009. - № 8.
6. Практикум по физике в средней школе. Дидакт. материал: пособ. для учителя / Л.И. Анциферов, В.А. Буров, Ю.И. Дик [и др.]; под ред. В.А. Бурова, Ю.И. Дика. - М., 1987.
Bibliography
1. Yavoruk, O.A. Didakticheskie perspektivih universaljnogo znaniya // Vestnik Yugorskogo gos. universiteta. - 2012. - № 2.
2. Usova, A.V. Formirovanie u shkoljnikov nauchnihkh ponyatiyj v processe obucheniya. - M., 2007.
3. Razumovskiyj, V.G. Razvitie tvorcheskikh sposobnosteyj uchathikhsya v processe obucheniya fizike: posob. dlya uchiteleyj. - M., 1975.
4. Surovikina, S.A. Teoriya deyateljnostnogo razvitiya estestvennonauchnogo mihshleniya uchathikhsya v processe obucheniya fizike. Teoreticheskiyj i prakticheskiyj aspektih: monografiya. - Omsk, 2006.
5. Andryuthenko, V.A. Specifika organizacii issledovateljskoyj rabotih uchathikhsya po fizike s ehkologicheskoyj tematikoyj / V.A. Andryuthenko, O.A. Yavoruk // Vestnik Chelyabinskogo gos. pedagogicheskogo universiteta. - 2009. - № 8.
6. Praktikum po fizike v sredneyj shkole. Didakt. material: posob. dlya uchitelya / L.I. Anciferov, V.A. Burov, Yu.I. Dik [i dr.]; pod red. V.A. Burova, Yu.I. Dika. - M., 1987.
Статья поступила в редакцию 17.04.13
УДК 378
Batayeva M.T INDEPENDENT INFORMATIVE ACTIVITY OF FUTURE ENGINEERS IN THE CONDITIONS OF THE INFORMATION AND EDUCATIONAL ENVIRONMENT OF HIGHER EDUCATION INSTITUTION. The model and pedagogical conditions of the organization of informative activity of engineers is presented in article on the example of the information and educational environment of the Grozny state oil technical university.
Key words: independent informative activity, information and educational environment, model, electronic educational and methodical complex.
М.Т. Батаева, ст. преп., Грозненский гос. нефтяной технический университет
им. акад. М.А. Миллионщикова, г. Грозный, E-mail: [email protected]
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ВУЗА
В статье представлена модель и педагогические условия организации познавательной деятельности инженеров на примере информационно-образовательной среды Грозненского государственного нефтяного технического университета.
Ключевые слова: самостоятельная познавательная деятельность, информационно-образовательная среда, модель, электронный учебно-методический комплекс.
Главной целью инженерного образования является подготовка специалистов, обладающих высоким уровнем профессиональной квалификации, компетентностью в избранном деле и комплексом личностных качеств, актуальных в современных условиях информатизации профессиональной деятельности, представляющих социальную значимость и ценностную потребность для вступающего в трудовую жизнь молодого человека.
В образовательном процессе высшего учебного заведения создание информационно-образовательной среды является актуальным на современном этапе развития педагогики. Анализ психо-лого-педагогической литературы, изучение ряда диссертационных работ позволяют сделать вывод о том, что применение компьютеров и информационных технологий в образовательном процессе помогает организации педагогического процесса, дает боль-
