Интерпретация физических явлений в формате научного метода познания

Разделы: Физика

Классы: 7, 8, 9


Интерпретация физических явлений в формате научного метода познания: явление, эксперимент, гипотеза.

Изучение физических явлений на уроках физики с использованием алгоритма научного метода познания способствует целостной картине восприятия учениками нового изученного материала на уроках физики. Если обучающиеся будут применять данный алгоритм ко всем новым явлениям, то смогут научиться распознавать явления, выдвигать гипотезы, проводить серию экспериментов и формулировать самостоятельно выводы, определения.

Общий курс физики включает в себя в основном изучение физических величин и явлений. Обучающиеся достаточно хорошо осваивают величины, так как им уделяется больше внимания при решении задач, лабораторных работ и установлении зависимостей. Физические явления детьми осваиваются тяжелее. Это связано с тем, что на уроках физики учитель не всегда имеет возможность провести эксперименты из-за отсутствия необходимого оборудования для демонстрации. Также в учебниках не наблюдается целостная картина научного представления физических явлений. При этом мы зачастую сталкиваемся с заданиями, связанными с явлениями, при решении экзаменационных (ОГЭ и ЕГЭ), всероссийских проверочных, региональных диагностических и многих других работ. Выполнения заданий на распознавание явлений вызывает у обучающихся больше всего затруднений. Для того чтобы дети стали лучше осваивать физические явления, необходимо систематизировать их изучение в едином формате. В рамках проектной деятельности было разработано справочное пособие по применению научного метода познания физических явлений. Приведенное пособие состоит из подборки всех физических явлений из школьной программы и их интерпретации по определенному алгоритму.

Алгоритм «Научный метод познания»:

  1. Наблюдение явления.
  2. Выдвижение гипотезы.
  3. Серия экспериментов.
  4. Вывод (открытие или физический закон).

Физическое явление: «Тепловое расширение тел».

1. Провисание проводов в летнее время и их вытягивание в зимнее время.

2. В зависимости от температуры происходит либо расширение, либо сужение тел.

3. Серия экспериментов: (для подтверждения гипотезы необходимо рассмотреть 2-3 эксперимента с разными агрегатными состояниями вещества)

Опыт 1 (с жидкостью). Рис. 1.

Рис. 1. Демонстрация изменения уровня жидкости в результате нагревания воды и спирта.

Опыт 2 (с твердым телом). Рис. 2.

Рис. 2. Демонстрация изменения линейных размеров в результате нагревания металлического шара.

4. Тепловое расширение тел — это физическое явление при котором происходят изменения линейных размеров и формы тела при изменении температуры. (Если серия экспериментов подтвердила гипотезу, то обучающиеся пытаются сами составить определение физического явления).

Физическое явление «Диффузия».

1. Если в комнату внести какое-либо пахучее вещество, например духи или кофе, то запах вскоре будет чувствоваться во всей комнате.

2. Молекулы двигаясь непрерывно и беспорядочно, постепенно распространяются по всему объему [1, с.27].

3. Опыт (с жидкостью). Рис.3.

Рис. 3. Демонстрация диффузии в жидкости.

4. Диффузия — это физическое явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого [1, с.28].

Физическое явление «Конвекция».

1. Нагревание воздуха в комнате от отопительных батарей.

2. Нагревание тел осуществляется путем переноса тепловой энергии струями жидкости или газа без переноса вещества [2, с.15].

3. Опыт 1 (жидкость). Рис. 4.

Рис. 4. Нагревание жидкости снизу.

Для того чтобы процесс был более наглядным, на дно колбы бросают несколько кристалликов марганцовокислого калия, который окрашивает слои жидкости в фиолетовый цвет [2, с.15].

Опыт 2 (газ). Рис. 5.

Рис. 5. Демонстрация нагревания воздуха.

Небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться [2, с.15].

4. Конвекция — это физическое явление, при котором внутренняя энергия передаётся струями и потоками самого вещества.

В справочном пособие расписаны абсолютно все явления из школьной программы по алгоритму. Помимо картинок с опытами также вставлены гиперссылки с видео-опытами для демонстрации экспериментов. Применяя систематически научный метод познания к изучению физических явлений, обучающиеся лучше справляются с выдвижением гипотез, составлением определений и применением полученных знаний в решении задач.

Литература

  1. Перышкин, И.М. Физика. 7 класс. - Москва: Просвещение, 2022; ISBN 978-5-09-092323-1
  2. Перышкин, И.М. Физика. 8 класс. Базовый уровень. - Москва: Просвещение, 2023; ISBN 978-5-09-102555-2