Роль экспериментальных заданий в формировании естественнонаучной грамотности

Автор: Василий Валентинович Горбунов

Естественнонаучная грамотность – это межпредметный образовательный результат, который формируется при изучении ряда школьных дисциплин: физики, химии, биологии, географии, астрономии. Каждая из них вносит свой вклад в формирование естественнонаучной грамотности. И важнейшую роль здесь, разумеется, играет учебный предмет «физика». Именно в процессе обучения физике значительное внимание уделяется проведению различных видов исследовательской деятельности школьников: лабораторных работ, работ физического практикума, проектно-исследовательской деятельности и др. Все они направлены на формирование компетенций, составляющих структуру естественнонаучной грамотности. Задача формирования естественнонаучной грамотности обучающихся по физике решается в основной и средней школе различными путями, в частности, усилением экспериментальной составляющей преподавания, организацией самостоятельной работы учащихся, проведением исследовательской деятельности.

Экспериментальные физические задания – это физические задания, постановка и решение которых связаны с экспериментом, исследовательской деятельностью; с различными измерениями, воспроизведением физических явлений, физических законов, наблюдениями за физическими процессами, сборкой электрических цепей, изучением принципа деятельности приборов, а также их работы в соответствии с законами физики, изучением зависимостей. Ни одна тема не должна ограничиваться только изучением теории, так же как ни одна практическая работа не должна быть проделана без изучения ее научной основы. Обучающиеся успешнее осваивают ту тему, которая представлена с демонстрацией, экспериментом или проведением лабораторной работы.

Экспериментальные задания в формировании естественнонаучной грамотности являются ключевым элементом, потому что они дают возможность проводить эксперименты, работать с разными видами представления информации, объяснять явления на примере моделей. Для их реализации преподаватель должен учесть особенности имеющегося оборудования. Впрочем, не всегда имеются приборы, которые необходимы для результативной работы обучающихся. Но в данной ситуации, когда не хватает оборудования или нет современного аналога прибора, могут быть задействованы самые простые предметы в качестве элементов для исследования закономерностей и создания приборов для проведения исследовательской деятельности в рамках формирования естественнонаучной грамотности.

В качестве примера некоторые из них мы с вами, уважаемые гости, попробуем сделать.

Экспериментальные задания

Вопрос: почему при очень сильном ветре кровельное железо вырывается ветром, хотя ветер под крышу практически не попадает?

Чтобы ответить на этот вопрос, делаем эксперимент с обычным тетрадным листом. Держим лист за край одной рукой и подносим ко рту, дуем над листом, лист начинает подниматься вверх. Почему?

Вспоминаем: что такое ветер, давление?

Вывод: при ветре над листом давление воздуха уменьшается, снизу давление становится больше, и лист поднимается наверх. То же самое происходит и с кровельным железом. Это закон Бернулли.

Строим мост из бумаги.

Положите два бруска на расстоянии меньше длины листа А4 друг от друга. Если просто положить бумажный лист, он не станет надежной опорой, любая нагрузка продавит конструкцию вниз, например, деревянный цилиндр. Но если бумагу сложить гармошкой, у нас получится несколько рёбер жёсткости, и она выдержит вес этого цилиндра и не только.

Вот эти два примера показывают нам, что из простых предметов (в данных случаях это простой бумажный лист) можно создавать различные экспериментальные задания.

Эксперимент с постоянными магнитами. Берём два кольцевых магнита. Кладём их друг на друга, они притягиваются. Переворачиваем верхнее кольцо другой стороной, они отталкиваются. Почему?

Определяем полюса магнитов с помощью индикатора магнитного поля. Данный прибор собран на техническом кружке и, разумеется, является конечным продуктом проектно-исследовательской работы и относится к сложным экспериментальным заданиям. Но всякий прибор или конструкция, изготовленная учениками с помощью учителя, пополняет физическую лабораторию.

Подносим кольцевой магнит к прибору сверху сначала одной стороной, потом другой, определяем магнитные полюса кольцевых магнитов. Кладём их опять друг на друга одинаковыми полюсами, разноименными полюсами.

Делаем вывод: магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются друг от друга, с разноименными полюсами притягиваются друг к другу.