Наблюдение - длительное, целенаправленное и планомерное восприятие предметов и явлений окружающей действительности.
В современной теории познания выделяют три функции наблюдения:
- Обеспечение эмпирической информации, необходимой для постановки новых проблем и выдвижения гипотез (например, наблюдение фотоэффекта);
- Проверка гипотез, которые нельзя осуществить с помощью эксперимента (например, некоторые положения общей теории относительности);
- Осуществление по средствам наблюдения сопоставления результатов, полученных в ходе теоретического исследования (например, открытие планеты Нептун).
Овладение знаниями в процессе наблюдения неразрывно связанно с развитием мышления. Восприятие, мышление и речь учащихся объединяются при наблюдении в единый процесс умственной деятельности.
Велико воспитательное значение наблюдения, в процессе которого формируются определенные волевые качества личности: целеустремлённость, самостоятельность и особенно наблюдательность.
Наблюдение является не только простейшим способом познания, но и составной частью эксперимента, связано с такими методами познания, как сравнение и измерение.
За время обучения физике учащимся приходится наблюдать сотни опытов, и во многих случаях возможным и целесообразным является организация наблюдения на основе активной, творческой переработки наблюдаемого, а затем самостоятельное получение выводов из опытов. Знания, полученные учащимися при наблюдении в процессе самостоятельных работ, являются наиболее достоверными и надолго остаются в их памяти.
Главные задачи развития у учащихся деятельности наблюдения:
- Умение выявлять в исследуемом явлении существенное и важное и умение отделять их от второстепенных деталей, чему должно служить правильно организованный анализ наблюдаемого;
- Объяснять наблюдаемое явление, выявлять его природу и сущность. Формирование и развитие у учащихся обобщённого умения самостоятельно осуществлять наблюдение при обучении физике в своей педагогической деятельности провожу поэтапно, в зависимости от психологических особенностей учащихся класса. Трудно этапы отнести к какому- либо классу или году обучения. Для каждого класса заранее определяется, какие понятия целесообразно формировать, опираясь на демонстрационный эксперимент, наблюдения и опыты, выполняемые учащимися фронтально под руководством учителя и совершенно самостоятельно.
Первый этап.
- Начинаем с наблюдения за объектами, которые демонстрирует учитель.
- Учитель четко разъясняет цель наблюдения.
- Учитель дает указание каким способом или в какой форме лучше зафиксировать результаты.
- Если у учащихся достаточный запас теоретических знаний, предварительно можно дать задание объяснить увиденное.
Пример. Тема: «Строение вещества», 7 класс.
- Учитель показывает прибор, изображенный на рисунке. Уровень жидкости в трубке к началу наблюдения фиксирован резиновым кольцом.
- Учитель объясняет устройство прибора, сообщает, что будет нагревать пробирку с жидкостью, помещая ее в сосуд с подогретой водой.
- Учащимся ставится задача пронаблюдать за уровнем жидкости в трубке, объяснить эти изменения.
Учащиеся наблюдают за повышением уровня жидкости в трубке после погружения в сосуд с нагретой водой.
Учитель задает вопросы:
- Как изменился уровень жидкости в трубке?
- Почему это произошло?
Наблюдаемое явление учащиеся объясняют увеличением объема жидкости при нагревании.
Учитель помещает пробирку с холодной водой и просит объяснить наблюдаемое явление. Теперь учащиеся видят понижение уровня жидкости в трубке, объясняя это уменьшением объема жидкости при охлаждении.
Учащиеся в тетради делают рисунки с краткими пояснениями.
Учитель повторяет опыт с маслом, спиртом, керосином.
Учащиеся наблюдают аналогичное явление, обобщают при помощи учителя серию опытов. Вывод следует один: все жидкости при нагревании расширяются (с аномальными свойствами воды учащиеся знакомятся позднее).
Второй этап.
При формировании умения наблюдать знакомлю учащихся с различными способами кодирования результатов. В одних случаях это схема установки с конкретными словесными пояснениями, в других случаях это зарисовки, изображающие отдельные, наиболее характерные моменты в развитии явления или процесса.
Пример. Тема: «Кипение», 8 класс.
Учащимся с помощью рисунков предлагается изобразить изменения, происходящие с пузырьками воздуха, находящимися внутри жидкости, при нагревании её от комнатной температуры до температуры кипения.
Рисунок 1. Образуются мелкие пузырьки на дне и стенках сосуда.
Рисунок 2. Образуются пузырьки внутри всего объема жидкости.
Рисунок 3. С увеличением температуры объем пузырьков возрастает и они начинают подниматься вверх.
Рисунок 4. Когда жидкость недостаточно прогрета, пузырьки поднимаясь вверх, уменьшаются в объеме.
Рисунок 5. Когда жидкость прогрета полностью, пузырьки лопаются на ее поверхности, а находящийся в них водяной пар выходит в атмосферу - вода кипит.
По ходу наблюдения ставлю вопросы:
- Что это за пузырьки?
- Почему они образуются вначале на дне и стенках сосуда?
- Почему пузырьки поднимаются вверх?
- Почему при подъеме вверх объем пузырьков сначала уменьшается, а потом увеличивается?
- До какого момента в процессе нагревания происходит повышение температуры?
- При какой температуре происходит кипение воды?
Это ценная работа для развития наблюдательности учащихся. Только при необходимости уловить и зарисовать отдельные моменты процесса, происходящего внутри жидкости при её нагревании, учащиеся получат правильное понятие о сущности процесса кипения, его основного отличия от процесса испарения.
Когда наблюдение сопровождается измерениями, возникает необходимость в записи их результатов. Показываю наиболее рациональные способы таких записей при проведении первых фронтальных наблюдений и опытов. Учу делать записи краткими, полными, логичными.
В некоторых случаях результаты наблюдений могут быть записаны словесно. В большинстве случаев словесная запись является дополнением знаковой записи с помощью чисел, схем, рисунков.
Третий этап.
Предоставляю полную самостоятельность в выполнении всех операций, из которых слагается наблюдение в лабораторных условиях, и способов записи его результатов.
В каждом классе необходима организация полусамостоятельных работ, в процессе выполнения которых учащиеся приобретают знания и умения для самостоятельного выполнения наблюдений и опытов.
При изучении физики оказывается полезным использовать домашние наблюдения. Они позволяют экономить время урока; повышать познавательную активность, что особенно важно для слабых учеников; доказывать тезис «физика вокруг нас»; развивать самостоятельность, наблюдательность при получении новых знаний; творчески мыслить и проводить логический анализ наблюдаемого.
Давая задание, обязательно формулирую задачу: объясняю, какие действия ученик должен проделать, на что обратить внимание, над чем подумать, какой раздел учебника прочитать. На первом этапе обучения кратко записываю последовательность действий; формулирую вопросы, на которые к следующему уроку надо продумать ответ; обращаю внимание на соблюдение техники безопасности при выполнении домашнего эксперимента.
Рассмотрим примеры домашних наблюдений.
1. Зависимость скорости диффузии в жидкостях от температуры (7 класс).
На уроке, посвященному изучению движения молекул, демонстрирую явление диффузии в газах, ставлю в классе опыт для длительного наблюдения диффузии в жидкостях (вода и медный купорос) и даю задание для домашнего наблюдения.
- Возьмите два одинаковых стакана. В оба положите по кусочку сахара. В один стакан налейте горячей воды, а в другой – холодной. Через соломинку каждую минуту пробуйте вкус воды. Запишите, на какой минуте после начала наблюдения вы в первый раз почувствовали вкус сладкого чая в каждом из стаканов. При проведении наблюдения помните, что капелька жидкости, которую вы всасываете через соломинку, должна быть очень маленькой. Следите, чтобы соломинка опускалась в жидкость чуть – чуть. Внимание! Горячая вода, можно обжечься!
На следующем уроке записываю результаты, полученные учащимися, на доску в два столбика. Они могут существенно отличаться, но практически у всех получается, что сладкий вкус почувствовали раньше в горячей воде, чем в холодной. После этого учащиеся самостоятельно делают вывод о скорости движения молекул в холодной и горячей воде.
Дополнительные вопросы:
- Как по результатам опыта можно догадаться, кто взял самую горячую воду? (Это повод для дискуссии, ведь важна еще высота стаканов, количество сахара, его качество и пр.)
- Почему нельзя было размешивать сахар?
- Из-за чего мог получиться разброс значений результатов у разных учеников?(Здесь уместно подчеркнуть разные условия проведения опыта).
2. Наблюдение за ростом кристаллов поваренной соли (8,10 класс).
Приведу инструкцию, которую составил ученик 10 класса при выращивании кристаллов поваренной соли.
- Развести в теплой воде поваренную соль в отношении 2: 1.
- Когда раствор остынет, опустить в него нить, закрепленную на карандаше, так, чтобы она не касалась стенок сосуда.
- Через 12 часов вынуть нить из раствора, добавить соли, прогреть раствор. В остывший раствор опустить вновь нить.
- Процедуру повторять через 2-3 дня до тех пор, пока кристалл не достигнет нужного размера.
- Можно изменить цвет кристалла, подкрасив стержнем фломастера раствор.
( Полученные образцы использую для демонстрации кристаллов).
Итак, мы приходим к выводу о важности развития деятельности наблюдения при обучении физике: формируется умение наблюдать, кратко, логично, грамотно фиксировать результаты наблюдения, выделять существенные признаки наблюдаемых понятий, процессов, самостоятельно планировать эксперимент; развивается умение творчески мыслить, проводить логический анализ наблюдаемого, осуществлять синтез; формируется навык самостоятельного проведения эксперимента и исследовательских умений.