АКАДЕМИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ НАУК РСФСР

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОБЩЕГО И ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

На правах рукописи

Р. В. МОЧАЛОВ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ В ПРОЦЕССЕ ПРИОБРЕТЕНИЯ ЗНАНИЙ

(на уроках физики и математики в V—VIII классах)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель — кандидат педагогических наук Ф. И. ЯКОВЛЕВ

Москва — 1962

1. Обоснование темы. Предмет и задачи исследования

Закон об укреплении связи школы с жизнью требует, чтобы школа готовила людей, хорошо знающих основы наук и вместе с тем способных к систематическому труду. В подготовке учащихся к практической деятельности важная роль принадлежит выработке у них практических умений в обращении с различными приборами. Среди них одно из первых мест занимают умения и навыки в измерении величин. «От рабочих требуется умение обращаться с современными станками, точнейшими измерительными и контролирующими приборами и аппаратами»1

Современный рабочий не только производит материальные блага. Он является изобретателем, рационализатором, творцом нового. Изменение характера труда определяет направление перестройки методов обучения в школе «в сторону всемерного развития самостоятельности и инициативы учащихся».2 Такие черты личности, как самостоятельность, пытливость, наблюдательность, творческая активность могут развиваться лишь в процессе самостоятельной работы. За время обучения в школе ученики должны приобрести умения самостоятельно добывать знания путем непосредственного изучения реальных предметов и явлений, в процессе наблюдений и практической деятельности, а так же из книг.

В преподавании таких предметов как физика и математика эти задачи могут быть решены более успешно при включении в процесс обучения самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами. «Всякое познание есть чувственное измерение» — писал К. Маркс.3 Измерение величин — исходный пункт всех приложений математики. Основным методом физики, как точной науки, является измерение.

1 Тезисы ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об укреплении связи школы с жизнью и о дальнейшем развитии системы народного образования в СССР».

2 Там же.

3 Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., т. 14, стр. 355.

На важное значение измерительных умений и навыков в подготовке учащихся к практической деятельности в школе и на производстве указывается в трудах Шабалова С. М., Скаткина М. Н., Калашникова А. Г., Никитина Н. Н. В методических пособиях по физике и математике П. А. Знаменского, Е. Н. Горячкина, И. И. Соколова, А. А. Покровского, Б. С. Зворыкина, В. М. Брадиса, А. И. Фетисова ставится вопрос о привитии учащимся навыков самостоятельной работы с приборами. Кроме практических работ, которые предваряют или завершают изучение теоретического материала, в них предлагается проводить лабораторно-практические работы так, чтобы они сливались с изучением нового для учащихся материала.

В книгах Б. П Есипова, М. А. Данилова, Д. М. Кирюшкина, Л. В. Занкова выражена теоретическая позиция по вопросу понимания и сущности самостоятельной работы, ее роли и месте в процессе обучения. Организация самостоятельной работы учащихся, развитие их творческой активности при решении задач, усвоении орфографических и грамматических правил, при работе с учебником,в процессе выполнения практических работ по химии и электромонтажу раскрывается в исследованиях Н. А. Менчинской, А. Ф. Соловьевой, А. В. Поляковой, Э. А. Флешнер, Т. В. Кудрявцева, П. М. Якобсона. Руководство самостоятельной работой учащихся на уроках физики, влияние самостоятельной работы на глубину и прочность усвоения учебного материала, некоторые условия эффективности самостоятельной работы на уроках раскрываются в статьях А. В. Усовой. В работах Ф. И. Яковлева освещается многолетний опыт, в котором учебные приборы используются как средство приобретения знаний. Большое место в этом опыте занимают работы учащихся по проектированию самих приборов.1

В трудах по дидактике и методикам преподавания физики и математики процесс обучения, включающий самостоятельную работу учащихся с измерительными приборами, не был предметом специального исследования. Остались не раскрытыми такие, например, вопросы: с какой дидактической целью и как включается самостоятельная работа с измерительными приборами в процесс приобретения знаний, при каких условиях самостоятельная работа с измерительными приборами

1 Ф. И. Яковлев. Решение познавательных и практических задач на уроках, «Советская педагогика», 1959, № 9. Сб. заданий по физике, VI класс, АПН РСФСР, 1960. Сб. заданий по физике, VII класс, АПН РСФСР, 1961. Сб. заданий по физике, VIII класс, АПН РСФСР, 1962.

может быть средством приобретения учащимися знаний, развития их самостоятельности, трудового воспитания.

Отсутствие научной разработки этих вопросов является одной из основных причин шаблонного, трафаретного проведения практических работ с приборами, которые обычно служат иллюстрациями к сказанному учителем, проводятся после изучения теоретического материала с целью выработки у учащихся умений производить те или иные действия, измерения. В практике обучения измерительный прибор используется, в основном, как объект изучения или средство получения числовых данных при косвенных измерениях и для последующего решения задач, а не как средство приобретения учащимися новых знаний и умений, развития их самостоятельности и инициативы, творческой активности.

Учитывая все это, диссертант избрал предметом своего исследования процесс приобретения знаний, включающий самостоятельную работу учащихся с измерительными приборами, поставив перед собой следующие задачи:

1. Выяснить эффективность самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами при решении различных дидактических задач (при изучении самих приборов, в процессе формирования понятий, вывода правил и т. д.).

2. Установить условия, при которых самостоятельная работа с измерительными приборами, включаемая в процесс приобретения знаний, будет эффективной.

В результате анализа знаний и умений учащихся, наблюдения за их практической деятельностью с приборами на уроках, в учебных мастерских, на учебно-опытном участке, изучения литературы по педагогике, психологии и физиологии нами была выдвинута следующая гипотеза: если самостоятельную работу с измерительными приборами включать в процесс приобретения знаний систематически и задания для практической работы располагать в порядке нарастания трудностей, то учащиеся всегда будут в состоянии готовности самостоятельно выполнить данную практическую работу с приборами, приобретая при этом новые знания и умения при высокой степени самостоятельности в работе. Учебные и воспитательные задачи при этом будут решаться наиболее полно.

Для решения задач исследования и проверки нашего предположения нами был организован учебный процесс так, что:

а) учащиеся систематически включались в практическую работу с измерительными приборами с целью приобретения знаний и умений в логической связи со всеми другими видами их деятельности на уроках;

б) начиная с простых заданий, учащиеся выполняли самостоятельно все более сложные практические работы, преодолевая при этом посильные трудности.

Исследование ограничивается рассмотрением практических работ с измерительными приборами на уроках физики и математики в V—VIII классах. Это сделано последующим соображениям:

1. Знания о назначении, устройстве и действии большинства измерительных приборов, изучаемых за время обучения в школе, и умения в обращении с ними учащиеся приобретают на уроках физики и математики в V—VIII классах.

2. Количественный и качественный эксперимент является основой изучения физики в восьмилетней школе. Много времени на уроках арифметики в V—VIII классах отводится на измерительные работы в классе и на местности. В объяснительной записке по геометрии рекомендуется как можно шире использовать измерения при решении задач, при усвоении и повторении теоретического материала.

В результате проведенного нами исследования установлена высокая эффективность самостоятельной работы с измерительными приборами, включаемой в процесс обучения с целью приобретения учащимися знаний о назначении, устройстве и действии приборов и умений в обращении с ними, при формировании новых понятий, осмысливании определений, усвоении теорем, выводе правил, при установлении закономерных связей между величинами. Измерительный прибор при этом выступает и как объект изучения учащимися и как дидактическое средство приобретения новых знаний и умений.

Самостоятельная работа учащихся с измерительными приборами может быть эффективной, если она включается в процесс приобретения знаний систематически, а не эпизодически, задания для практической работы располагаются в порядке нарастания трудностей так, что, выполняя одно задание, учащиеся готовятся к самостоятельному выполнению следующих более сложных и трудных заданий. Одним из главных условий эффективности самостоятельной работы с измерительными приборами является убеждение учащихся в ее необходимости и целесообразности.

При соблюдении указанных выше условий учащиеся в процессе практической деятельности приобретают прочные и глубокие знания и измерительные умения, учатся самостоятельно добывать знания из различных источников, применять их в учебной работе и практической деятельности, пользоваться учебником как руководством к действию. При этом у них развивается диалектическое мышление, наблюдательность

и сообразительность, творческая активность, самостоятельность в действиях и суждениях, воспитываются элементы культуры труда, организационные умения и навыки, переходящие в привычку.

2. Методы исследования

Для решения задач исследования нам предстояло проследить, как при систематической организации самостоятельной работы с измерительными приборами повышается степень самостоятельности учащихся в процессе приобретения знаний, уровень знаний и умений, развивается их активность, воспитываются элементы культуры труда. В связи с этим 68 уроков физики (VI, а затем VII классы), 42 урока геометрии (VI класс), 48 уроков арифметики (V—VI классы) в течение года были экспериментальными, на которых учащиеся работали с измерительными приборами, приобретая при этом новые знания.

Количество уроков с практическими работами в контрольных и экспериментальных классах, например, по физике в VI классе показано в таблице I.

Таблица I

Разделы программы

Всего уроков

Уроков с практическими работами

в контр, кл.

в эксперим. кл.

1. Физические явления. Физические величины и их измерение

2. Свойства твердых тел

3. Свойства жидкостей

4. Свойства газов

5. Молекулы. Тепловые явления

Всего

21

5

14

14

12

66

6

2

8

17

3

10

2

6

38

В таблице II указаны темы экспериментальных уроков на которых была установлена эффективность самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами при изучении устройства и действия измерительных приборов, правил обращения с ними, при усвоении понятий и доказательства теорем, при выводе правил, установлении зависимости между величинами.

Таблица II

Цель исследования

Темы уроков

1.

Выяснить эффективность самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами:

а) при изучении устройства и действия измерительного прибора

б) при изучении принципа действия измерительного прибора и правил обращения с ним

в) при градуировке прибора

Устройство и действие астролябии

Измерение тока амперметром

Измерение силы динамометром

2.

Выяснить полноту решения учебных и воспитательных задач в зависимости от последовательности включения в учебный процесс различных источников знаний

Измерение мензуркой объема жидкости и емкости сосуда

3.

Установить эффективность самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами:

а) при усвоении понятий

б) при выводе правил

в) при усвоении доказательства теорем

г) при установлении закономерных связей между величинами

1. Границы абсолютной погрешности.

2. Удельный вес.

3. Равномерное движение.

4. Процентное отношение.

1. Расчет давления жидкости на дно сосуда.

2. Определение средней погрешности.

1. Теорема о сумме внутренних углов треугольника.

2. Свойства вертикальных углов.

1. Зависимость веса вещества от его объема.

2. Закон Ома для участка цепи.

Планы экспериментальных уроков и занятий разрабатывались автором диссертации с последующим обсуждением их на заседаниях методического объединения учителей физики и математики данной школы и не позднее, чем за неделю до предстоящего урока, передавались учителям. Перед каждым

уроком учителям давались такие указания и разъяснения: как и почему следует применить тот или иной прием, какой учебный материал и почему необходимо излагать дословно так, как написано в конспекте урока, в каком случае и в каком направлении разрешается изменять содержание и формулировку задания для практической работы, систему изложения материала. В плане проведения каждого урока указывались учебные задачи урока, задачи исследования, вопросы для предварительных и последующих бесед с учащимися, оборудование урока.

В одном из экспериментальных классов (VI «г», а в последствии VII «г», школа № 4, г. Чита, 1959—61 гг.) все занятия проводил лично диссертант в присутствии учителей города, методистов из института усовершенствования учителей, директора или завуча школы, работников кафедры физики, математики и педагогики Читинского педагогического института.

Для проведения экспериментальных уроков нами были взяты четыре шестых классах (в последствии седьмых класса). Один из них был контрольным. В начале работы в качестве контрольного класса выбирался один из сильных классов, что позволило устранить возможные ошибки в оценке эффективности исследуемого приема, способа, метода обучения. При изучении темы «Измерение площадей» и при проведении измерительных работ на местности экспериментальные занятия проводились и в пятых классах.

В контрольных классах ученики работали с приборами только при выполнении так называемых лабораторных работ и измерительных работ на местности, указанных в программах по физике и математике, после изучения теоретического материала (как это делается в большинстве школ). В экспериментальных же классах практические работы включались в процесс приобретения знаний систематически.

Учителя, ведущие уроки в контрольных классах, из урока в урок убеждались^ что их ученики хуже усваивают материал, чем учащиеся экспериментальных классов, отказывались вести преподавание старыми методами и переходили на экспериментальные планы. Для того, чтобы уравнять условия работы учителей и получить в результате эксперимента объективные данные, в следующей серии экспериментов контрольные классы становились экспериментальными, а экспериментальные — контрольными. В качестве контрольных классов мы использовали и классы других школ, в которых преподавали лучшие учителя города (школы №№ 1, 9, 24, 49, г. Чита).

В планирование и проведение уроков в эти классы мы не вмешивались.

На экспериментальных занятиях и уроках и после их проведения учащиеся опрашивались письменно. Вопросы для опроса составлялись совместно с учителями физики и математики других школ, классы которых выбирались в качестве контрольных. Сравнение знаний и умений учащихся различных классов проводилось после одного-двух уроков, а так же через значительные промежутки времени: через месяц, четверть, полугодие. Для выяснения причин ошибок, допущенных учениками в практической работе или при опросе, для уточнения письменных ответов мы беседовали с учащимися индивидуально.

При оценке эффективности различных способов приобретения учащимися практических умений в измерении величин нами учитывалась главным образом степень переноса умений при выполнении учениками последующих заданий. Если, например, после урока, на котором изучался динамометр, учащиеся при выполнении практических работ на следующих уроках правильно пользовались динамометром в различных условиях и с различной познавательной и практической целью, мы считали, что предшествующий урок достиг цели.

В тех случаях, когда мы сомневались в эффективности исследуемого приема или способа, предварительно проводились занятия с небольшой группой учащихся. Если результаты эксперимента оказывались положительными, то они использовались в работе с целым классом и рекомендовались учителям других школ. После этого производилась окончательная оценка их эффективности. Так, например, с учащимися экспериментальных классов планировалось организовать практическую работу по определению объема тел мензуркой до того, как они узнают правила измерения ею. Эффективность такой постановки практической работы была для нас сомнительной. Поэтому, прежде чем проводить работу с учащимися всего класса, нами были проведены экспериментальные занятия с группой в 10 человек.

Совместно с учителями, присутствующими на уроках, анализировались результаты этих уроков: как были выполнены учебные задачи урока и задачи исследования, уровень знаний и умений учащихся, какие приемы и способы оказались наиболее эффективными, что и почему следует изменить при дальнейшем планировании и подготовке экспериментальных уроков, что следует проверить еще раз и какими способами.

Большое место в исследовании занимало изучение и обобщение передового опыта учителей по рассматриваемой нами

теме. С 1955 по 1959 гг. автор работал заведующим кабинетом физики и математики Адыгейского областного института усовершенствования учителей в г. Майкопе. В это время он изучал педагогический опыт и вел систематические наблюдения в Келермесской, Дондуковской, Октябрьской, Красногвардейской средних школах, а так же в школах №№ 3, 5, 17 г. Майкопа с целью более глубокого изучения деятельности учащихся и учителей в процессе выполнения практических работ на уроках. При этом обращалось внимание на приемы и способы приобретения учащимися знаний и умений в обращении с приборами, на систему применения и совершенствования практических умений. При посещении школ проверялись знания и умения учащихся путем проведения письменных и практических работ, выборочных индивидуальных бесед.

При постановке экспериментальной работы по теме исследования и оценке ее эффективности нами был использован опыт работы учителей физики и математики г. Архангельска (школа № 3), Москвы (школы №№ 612 и 699), Нижняя Тура (школа № 2), Калуги, Казани, Новосибирска, Челябинска; учителей физики: Кривошеева В. Я. (Ленинград), Штеренталь А. И. (Москва), Белого Н. С. (Херсон).

С целью распространения и внедрения в практику работы школ результатов нашего исследования по просьбе учителей Адыгейской области (участников областной научно-практической конференции по осуществлению политехнического обучения в школах Адыгеи) автором диссертации были разработаны задания для лабораторных работ по физике в VI—X классах. В настоящее время этими заданиями пользуются все учителя области при проведении лабораторных работ по физике.

Тем учителям, которые добивались лучших результатов в постановке самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами, оказывалась помощь в обобщении опыта работы, в подготовке докладов к «Педагогическим чтениям», конференциям, семинарам, к опубликованию в печати. Так, например, была оказана помощь в обобщении своего опыта и подготовке к изданию докладов Треба В. З. (школа № 5, Майкоп)1 и Соломкину В. И. (школа № 3, Майкоп)2.

1 Треба В. З., Некоторые приемы привития учащимся умений и навыков самостоятельной работы на уроках геометрии, Майкоп, 1959.

2 Соломкин В. И., Привитие навыков самостоятельной работы с учебником на уроках физики, Майкоп, 1959.

Самостоятельные графические работы учащихся, «Физика в школе», 1960.

В 1960/61 учебном году в базовой школе Читинского педагогического института по просьбе учителей города городским отделом народного образования была организована «Школа передового опыта» под руководством диссертанта. Учителя, участники этой школы, принимали активное участие в подготовке, проведении и обсуждении экспериментальных уроков. Убедившись в большой эффективности самостоятельной работы с измерительными приборами в процессе приобретения знаний, они успешно организуют эту работу с учащимися своих классов.

В течение последних двух лет в экспериментальных классах уроки посетило 240 учителей физики и математики Читинской области. Результаты экспериментальной работы регулярно обсуждались на заседаниях школьного методического объединения учителей физики и математики, кафедр физики и математики Читинского педагогического института с приглашением на них учителей города и области.

По материалам экспериментальной работы, разработанным нами для опытных классов,1 в течение последних двух лет работали учителя Читинской области: Епифанцева А. (школа № 49), Шимохин А. (школа № 47), Сивцов Б. (рудник Хапчаранга), Быков В. (ст. Новая).

По результатам исследования диссертантом прочитано 9 докладов на городских и областных «Педчтениях» (Чита, Майкоп). Доклад на тему «Самостоятельная работа учащихся с учебником и приборами» обсуждался на республиканских «Педагогических чтениях» (Москва). По теме диссертации автором подготовлены и прочитаны доклады на третьей, четвертой и пятой научно-методических конференциях преподавателей методики физики пединститутов Сибири и Урала (гг. Омск, Свердловск, Новосибирск).

Краткое содержание первой главы:

«Самостоятельная работа учащихся с измерительными приборами на уроках при решении различных дидактических задач»

В этой главе раскрывается понятие самостоятельной работы с измерительными приборами, степень самостоятельности учащихся в работе в зависимости от способа руководства ею учителем, дается педагогический анализ процесса приоб-

1 Методические указания по организации практических работ на уроках физики и математики с целью приобретения учащимися знаний и умений, поурочное распределение материала и поурочные разработки всех тем по физике и геометрии, двух тем по арифметике.

ретения знаний о назначении, устройстве и действии измерительных приборов, усвоения понятий, правил, теорем, законов, включающего самостоятельную работу учащихся с измерительными приборами.

Под самостоятельной работой с измерительными приборами мы понимаем такую работу, при которой учитель дает задание и предоставляет учащимся специальное время для его выполнения; они выполняют это задание, производя измерения и вычисления или другие практические действия, приобретая при этом новые знания и умения; учитель непосредственно руководит деятельностью учеников, направляет и корректирует ее, при необходимости снижает трудность задания или степень самостоятельности их в работе; результаты практической работы находят свое выражение в устных или письменных ответах учащихся.

Преподавание должно вестись такими методами и с применением таких приемов и способов, которые бы обеспечили руководящую роль учителя и сознательную деятельность (умственную и физическую) учащихся в процессе приобретения знаний из различных источников. Результаты исследования показывают, что знания о способах измерения, правила отсчета показаний прибора и обращения с ним учащиеся приобретают в процессе практической работы (для некоторых приборов), метрологические данные узнают в процессе наблюдений, рассматривая приборы.

Учебник может быть использован и как источник знаний о назначении, принципе действия и устройстве прибора и как руководство к практической деятельности учащихся, в процессе которой они усваивают правила обращения с приборами, приобретают новые знания и практические умения. В процессе наблюдений и выполнения практических работ у учеников могут возникать вопросы, ответы на которые они находят в учебнике.

Полнота решения учебных и воспитательных задач во многом определяется и тем, в какой последовательности включаются различные источники знаний в учебный процесс. При усвоении способа градуировки прибора, правил отсчета его показаний самостоятельная работа будет эффективной и при такой последовательности: практическая работа — работа с учебником (объяснение учителя) — практическая работа.

Экспериментальные занятия показывают, что работа учащихся с измерительными приборами является эффективным средством приобретения ими новых знаний. В процессе практической работы они усваивают новые понятия, определения, правила, доказательство теорем и др.

Переход от простого сравнения к точному измерению способствует формированию у учащихся новых понятий. Например, наблюдая демонстрацию двух опытов: а) всплывание деревянного бруска в воде и б) изменение показаний динамометра при погружении в воду прикрепленного к его крючку тела, ученики убеждаются в том, что жидкость выталкивает погруженные в нее тела. Измерив силы давления, действующие на верхнее и нижнее основание цилиндра, погруженного в воду, они приходят к выводу о причине выталкивающего действия жидкости. На основании этого вывода в их сознании формируется понятие выталкивающей силы.

Задание для самостоятельной работы с измерительными приборами, включаемой в процесс приобретений знаний с целью сформировать у учеников новое понятие, может быть сформулировано по-разному:

а) В самой формулировке задания нет указания на то, какие новые знания должны приобрести ученики в процессе практической работы. Им предлагается сделать одно или несколько измерений с помощью известных им приборов. Сравнивая полученные результаты, они усваивают новое понятие. Так, при формировании понятия границ абсолютной погрешности ученики измеряют длину бумажной полоски линейкой с сантиметровыми делениями. Производя округление результата измерения по основному правилу, они уже на этом этапе практической работы догадываются о том, что ошибка не может превосходить 0,5 см. Выполняя следующую работу — измерение длины бумажной полоски линейкой с миллиметровыми делениями, они убеждаются в правильности этого предположения.

б) В самом задании содержится указание на то, к какому выводу должны прийти ученики, но не указывается, что и в каком порядке измерять и вычислять. В диссертации анализируется деятельность учащихся и ее результаты при формировании понятия «Удельный вес», когда задание для практической работы было сформулировано так: «С помощью имеющихся у вас приборов определите, какое из веществ тяжелее: медь или алюминий». На примере усвоения понятия «Равномерное движение» показывается, как ученики по результатам измерений составляют определение. Опыт показывает, что понятия, усвоенные учащимися в процессе практической работы с измерительными приборами, успешно используются ими при решении других учебных задач, для объяснения фактов из жизни, техники, природы, при формировании новых понятий, осмысливании и запоминании определений.

Оценивая полученные результаты измерений и вычислений, учащиеся убеждаются в справедливости математических положений, которые или уже доказаны, или предстоит доказать, в. необходимости логического доказательства теорем. Ученики VI класса, например, не понимают, для чего необходимо доказывать равенство вертикальных углов, когда это и так очевидно. В результате измерения углов, полученных при пересечении двух прямых, транспортиром с точностью до 0,5° ученики получают различные числовые знания, сравнивая которые убеждаются в необходимости логического доказательства этой теоремы.

Результаты исследования убеждают в высокой эффективности самостоятельной работы с приборами и при установлении зависимости между величинами. При этом в начале у учащихся отрабатывается определенная схема рассуждений. Например, сравнивая полученные результаты, установить: а) наличие самой зависимости, б) какая величина от какой зависит и в) как одна величина зависит от другой. Допустим, что в электрическую цепь включили спираль сопротивлением в 2 ома, а затем — 4 ома. Амперметр, включенный в эту цепь, показал соответственно ток 0,8 а и 0,4 а. Получив такие данные, учащиеся устанавливают зависимость тока от напряжения, следуя такой схеме рассуждений:

Результаты опыта

Вывод

Мы изменили сопротивление, в цепи изменился ток.

Между током и сопротивлением проводника существует зависимость.

Ток изменился потому, что изменилось сопротивление.

Ток зависит от сопротивления проводника.

Сопротивление проводника увеличили в два раза, ток уменьшился в два раза.

Ток зависит от сопротивления проводника обратно пропорционально.

В дальнейшем, усвоив эту схему, они упускают или объединяют некоторые ее элементы, приходя сразу к окончательному выводу — какова зависимость между величинами. Учитель время от времени проверяет, как понимают они полученный вывод постановкой, примерно, таких вопросов: «Почему вы считаете, что ток зависит от сопротивления проводника?», или «Можно ли сказать, что сопротивление проводника зависит от величины тока в нем? Почему?».

В процессе самостоятельного выполнения учащимися практических работ с измерительными приборами может оказаться и так, что задание для них будет непосильным. Тогда учи-

тель снижает его трудность в каждом конкретном случае различно: разъясняет еще раз задание по-другому, помогает ученикам выбрать прибор или вспомнить тот или иной прием измерения, записывает на доске результаты измерений и вычислений в такой форме, чтобы ученики смогли сравнить их и сделать вывод. Своевременное и умелое понижение трудности задания и степени самостоятельности учащихся в работе с приборами обеспечивает включение в работу учащихся с различной подготовкой и различным развитием.

Степень самостоятельности учеников в работе будет самая низкая тогда, когда учитель называет и показывает приборы и действия с ними, рассказывает ход работы, указывает формулы, необходимые для вычислений, форму записи результатов измерений и вычислений. Деятельность учащихся при такой организации самостоятельной работы определена готовыми образцами, данными учителем. Если учитель устно или письменно описывает действия с приборами, их последовательность, не показывая самих приборов и действий с ними, то степень самостоятельности учащихся в работе будет выше. Однако самостоятельная работа при такой ее постановке может оказаться и не эффективной, если в сознании учащихся нет прочной связи между представлениями о конкретных предметах, действиях с ними и словами, которыми они выражаются.

Наиболее высокую степень самостоятельности учащиеся проявляют при такой постановке самостоятельной работы с приборами, когда учитель дает задание (устно или письменно), а ученики сами намечают план действий, выбирают наиболее рациональный способ измерений и вычислений, учитель корректирует и направляет их работу. В диссертации анализируется деятельность учащихся при выполнении заданий различной трудности и при различной степени самостоятельности учащихся в работе с измерительными приборами в процессе приобретения знаний.

Результаты исследования убедительно показывают, что организация самостоятельной работы с измерительными приборами при использовании учащимися различных источников знаний способствует более полному решению учебных и воспитательных задач. Практическая деятельность учеников с приборами, включаемая в процесс приобретения знаний, есть одно из эффективным средств познания действительности. Учащиеся при этом ставятся в непосредственнное соприкосновение с миром реальных вещей, имеют возможность наблюдать множество фактов проявления закономерностей и взаимозависимости законов.

Краткое содержание второй главы: «Условия эффективности самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами»

В этой главе дается анализ умственной и практической деятельности учащихся в учебном процессе, включающем самостоятельную работу с измерительными приборами, если а) самостоятельная работа с измерительными приборами включается в процесс приобретения знаний систематически, а не эпизодически; б) задания для практической работы с измерительными приборами располагаются в порядке нарастания трудностей и в) учащиеся убеждены в необходимости и целесообразности предстоящей практической работы.

При систематическом включении в процесс приобретения знаний самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами они приобретают более прочные измерительные умения и навыки. Этому способствует следующее: а) не нарушая системы основ наук, имеется возможность выдержать систему приобретения учащимися практических умений и навыков в измерении величин и б) нет разрывов в повторяемости действий или они будут таковы, что не повлияют на качество приобретаемых умений. В таблице VI указывается количество занятий по физике, на которых ученики работали с измерительными приборами в контрольных и экспериментальных классах (VI и VII классы).

Приборы

Количество уроков

с контр, кл.

в экспер. кл.

1. Линейка

4

24

2. Динамометр

5

14

3. Мензурка

4

14

4. Термометр

6

11

5. Электроизмерительные приборы

8

19

Всего

27

82

В контрольном классе практические работы проводились согласно действовавшей во время проведения эксперимента программе (1959 г.)

В диссертации приводится для примера поурочное распределение учебного материала в экспериментальных классах при изучении тем: «Физические явления. Физические величины и их измерение» (Физика, VI класс), «Основные поня-

тия» (Геометрия, VI класс), «Приближенные вычисления» (Арифметика, VI класс), с указанием практических работ с измерительными приборами, выполняемыми учащимися самостоятельно на этих уроках с целью приобретения новых знаний и умений. Между практическими работами на уроках по этим предметам осуществлялась такая связь по их содержанию и времени проведения, что знания и умения, полученные на уроках по одному предмету, сразу же использовались на уроках по другим и были основой для приобретения ими новых знаний. Автор подробно анализирует систему практических работ на уроках физики, арифметики и геометрии при изучении этих тем в их связи, раскрывает деятельность учащихся на этих уроках и ее результаты, показывает формирование и совершенствование измерительных умений у учащихся.

При систематическом проведении измерительных работ у учеников вырабатываются организационные умения и навыки, переходящие в привычку: с полным вниманием и до конца выслушивать задание, организованно приступать к его выполнению, вычисления измерения и другие практические действия производить в определенном порядке и темпе и т. д. У них воспитываются элементы культуры труда: аккуратность в работе, рациональное использование времени, распределение обязанностей между членами звена (при работе звеньями), планирование своей работы, подбор, сохранение и правильное размещение на рабочем месте приборов и материалов.

Систематическая организация самостоятельной работы с приборами — это правильное расположение заданий, относящихся к определенному умению, своевременный переход от одних умений к другим, более трудным и сложным. Правильное определение трудности задания для самостоятельной работы учащихся в руках учителя является главным средством повышения их самостоятельности в работе.

Сложность и трудность задания характеризуется количеством и разнообразием элементов, входящих в него. Определение объема твердого тела мензуркой является для учащихся более трудным заданием, чем измерение емкости сосуда или объема жидкости, налитой в мензурку, так как в первом случае ученику надо выполнить, по крайней мере, четыре элемента: определить цену деления мензурки, определить объем жидкости, налитой в мензурку, определить объем твердого тела и жидкости вместе, вычислить объем твердого тела. Если у учеников не будет отработан хотя бы один из этих элементов, то они не смогут выполнить всего задания,

Трудность задания определяется количеством ступеней в рассуждениях. Например, для определения выталкивающей силы динамометром учащиеся должны знать, что выталкивающая сила равна разности показаний динамометра, когда подвешенное к его крючку тело находится в воздухе и в воде. При измерении выталкивающей силы с помощью мензурки ученики рассуждают так: выталкивающая сила на основании закона Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом; вес вытесненной жидкости можно определить, зная ее удельный вес и объем; объем вытесненной жидкости можно определить мензуркой. Определение выталкивающей силы с помощью мензурки для учащихся труднее, чем динамометром.

Чем большее количество представлений приходится ученику удерживать одновременно в своем сознании при выполнении данного задания, тем труднее оно для него является. Для того, чтобы учащийся самостоятельно выполнил практическую работу по определению расстояния до недоступной точки построением угла в 45°, он должен удерживать в своем сознании следующие представления: чтобы построить треугольник, надо знать не менее трех его элементов (три стороны, две стороны и угол, два угла и сторону), с помощью рулетки и эккера можно измерить длину одной стороны и угол в 90° и 45°; треугольник, у которого один угол прямой, а другой — 45°, является равнобедренным; в равнобедренном треугольнике стороны, прилежащие к двум равным углам, равны.

Трудными для учащихся являются такие задания, которые даются в форме экспериментальных задач. При их выполнении от учеников требуется высокая степень самостоятельности, так как при этом они должны сами установить, какие величины, какими приборами и с какой точностью следует измерить, каким способом проверить правильность решения задачи. В диссертации приводятся примеры заданий различной трудности, описывается характер деятельности учащихся при их выполнении, анализируются ее результаты.

На первом этапе формирования практических и организационных умений учитель сам расчленяет сложное задание на простые с тем, чтобы они были посильными для учащихся и в то же время представляли бы для них трудность. Например, для того, чтобы ученики научились определять цену деления измерительного прибора, а не запоминали ее, как это обычно делается, мы операцию определения цены деления расчленили на четыре простых действия: прочитать все цифры подряд, написанные на шкале прибора, и выяснить, что

они обозначают; заметить две любые ря (ом стоящие цифры; сосчитать количество делений между ними; вычислить цену деления данного прибора. На примере одного прибора учащиеся отрабатывают каждое из этих действий и весь комплекс элементов. При выполнении последующих работ эти умения совершенствуются.

Расчленение учителем сложного задания на простые распространяется и на те случаи, когда учащиеся приобретают знания о приборах из учебника и в процессе наблюдений. Руководство их работой в данном случае осуществляется путем постановки вопросов, на которые должны ответить ученики, читая учебник и рассматривая приборы или производя практические действия с приборами. Эффективность самостоятельной работы и степень самостоятельности учащихся в этой работе зависит от содержания и объема вопросов. Во всех случаях вопросы должны располагаться в такой последовательности, чтобы ответы на них составляли связный рассказ о сделанном, увиденном, прочитанном.

По мере приобретения учащимися знаний и умений то, что было ранее комплексом элементов и составляло сложное задание, включается в процесс приобретения знаний как простое, элементарное задание, то есть уже не расчленяется учителем на отдельные элементы. Так, выполнение практической работы на местности «Восстановить перпендикуляр из данной точки прямой» состоит в провешивании двух прямых линий в определенном направлении, которое должны установить сами ученики. Провешивание линии само по себе является сложным заданием, состоящим из ряда последовательных действий. Но в данном случае учитель не расчленяет его на элементы, так как они уже усвоены учащимися при выполнении предшествующих работ.

Задание для самостоятельной работы с измерительными приборами включается в процесс приобретения знаний в такой последовательности, чтобы каждое из них было звеном в общей цепи заданий, последующие задания включали бы элементы или комплекс элементов предыдущего задания, выполняя одно задание, ученики готовились бы к самостоятельному выполнению последующих более сложных практических работ. Ниже указывается система и содержание практических работ, проведенных нами в экспериментальном классе с соблюдением указанных выше условий, что обеспечило высокую активность и самостоятельность учащихся при выполнении лабораторной работы на сравнение количества теплоты, полученного и отданного.

Темы уроков

Содержание практических работ

1. Температура. Измерение температуры.

Измерение температуры воздуха, горячей и холодной воды. Измерение температуры воды при ее нагревании. Измерение средней температуры при смешении горячей и холодной воды.

2. Зависимость количества теплоты, потребного для нагревания воды, от ее массы.

Определение продолжительности нагревания различного количества воды на различное количество градусов.

3. Зависимость количества теплоты, потребного для нагревания воды, от количества градусов, на которое надо нагреть воду.

Определение продолжительности нагревания одинакового количества воды на различное количество градусов.

4. Единицы количества теплоты. Расчет количества теплоты

Определение количества теплоты, полученного водой при нагревании. Определение количества теплоты, отданного водой при охлаждении.

5. Расчет количества теплоты, отданного и полученного водой при смешении.

Определение и сравнение количества теплоты, отданного и полученного горячей и холодной водой при смешении.

Такая система практических работ способствует творческой деятельности учащихся. В диссертации анализируются три варианта выполнения этой работы учащимися, которые отличаются последовательностью действий. Перенос умений при такой постановке практических работ настолько значительный, что 32 ученика из 37 смогли самостоятельно выполнить более сложную работу — сравнение количества теплоты, отданного и полученного горячей и холодной водой при смешении с учетом нагревания калориметра.

Человек относится сознательно к делу, когда он понимает смысл и необходимость предстоящей работы. Это относится и к учению, в данном случае к проведению опытов, наблюдений, измерений. К убеждению в необходимости и целесообразности предстоящей работы, изучения того или иного прибора и способа измерения учащиеся могут прийти различно: им предлагается объяснить ряд фактов из жизни, техники, природы, или измерить какую-либо величину, а они затрудняются это сделать, так как не имеют для этого соответствующих знаний и умений, которые могут приобрести в последую-

щей практической работе; ученики производят измерения и вычисления, наблюдают явления, но не могут объяснить полученные результаты. Рассмотрим несколько примеров.

Ученики знают, что давление жидкости на дно сосуда с вертикальными стенками можно определить, зная вес жидкости в нем и площадь дна сосуда. «Можно ли таким же способом определить давление на дно моря, озера, океана?», — спрашивает учитель. Одни ученики отвечают, что можно, другие тут же замечают: «Попробуй, взвесь воду в море!». «Давление воды на дно, например, озера так определить нельзя. Как определяется давление жидкости в практике вы узнаете в процессе выполнения следующей практической работы ..», — ставит познавательную задачу учитель и дает задание для работы: измерить высоту столба воды в стакане и сравнить ее с численным значением давления, полученным при выполнении предыдущей работы.

Для того, чтобы поставить перед учениками задачу — выяснить, от чего зависит выталкивающая сила, учитель демонстрирует опыт: к коромыслам весов подвешены два алюминиевых цилиндра одинакового веса. Коромысла весов находятся в равновесии. При опускании одного цилиндра в воду, а другого — в керосин равновесие весов нарушается. Ученики пытаются объяснить этот факт и высказывают различные догадки. «Для объяснения этого явления вам следует сделать опыт — измерить выталкивающую силу, действующую на одно и то же тело в воде и в керосине», — дает задание учитель.

Демонстрируется известный учащимся опыт — выделение на катоде чистой меди при пропускании тока через раствор медного купороса. Используя полученные при эксперименте числовые данные, учащиеся вычисляют величину тока и делают вывод, как можно измерить ток в цепи и какие для этого необходимо иметь приборы. В последующей беседе выясняется, что такой способ определения величины тока в технике не применяется (требуется сравнительно много приборов и материалов, отнимает много времени). «В практике ток измеряется амперметром. На этом уроке вы и узнаете, как устроен амперметр и научитесь обращаться с ним», — говорит учитель.

Такой подход к изучению приборов и усвоению способов измерения позволяет учащимся лучше понять, почему одна и та же величина может измеряться различными приборами и в дальнейшем выбирать прибор, учитывая цель и условия измерения. Они убеждаются в относительности наших знаний. У них развивается диалектическое мышление. Учащиеся ви-

дят на многочисленных примерах, что наши знания и умения не могут быть использованы во всех случаях и ситуациях.

В заключении даются рекомендации по улучшению и совершенствованию программ, учебников и учебных пособий по физике и математике.

В программах по физике и математике следует точно определить требования к измерительным умениям и навыкам учащихся, уровень этих умений и навыков.

В объяснительной записке к программе по физике указывается, что «В целях активизации учащихся и развития их самостоятельности нужно на уроках шире использовать классный эксперимент и систематически давать задания в форме экспериментальных задач». Это указание следует изменить и дать в такой редакции: «В целях активизации учащихся и развития их самостоятельности в работе нужно на уроках шире использовать классный эксперимент и измерительные работы с целью самостоятельного приобретения учащимися знаний о назначении, устройстве и действии приборов, практических умений и навыков в обращении с приборами, с целью формирования новых понятий, установления функциональной связи между величинами; систематически давать задания в форме экспериментальных задач».

В учебники по физике, арифметике и геометрии в качестве упражнений необходимо больше включить заданий для практических и измерительных работ, при выполнении которых ученики будут приобретать знания о самих приборах, усваивать новые понятия, теоремы, законы и т. д. Количество практических работ с приборами следует увеличить так, чтобы не нарушая логику предмета можно было бы сохранить систему приобретения учениками измерительных умений. Для этого, как показывают результаты исследования, имеются все возможности.

При разработке системы практических работ учитывать условия эффективности самостоятельной работы учащихся с измерительными приборами: систематичность, последовательность в нарастании трудностей, понимание учениками необходимости и целесообразности предстоящей работы.

список опубликованных работ Мочалова Р. В.

1. Задания для лабораторных работ по физике (VI—X классы), Майкоп, 1956, 5 п. л.

2. Практические занятия в учебных мастерских (V—VII классы), Майкоп, 7 п. л.

3. Самостоятельная работа учащихся с учебником при изучении приборов, статья в сборнике «Самостоятельная работа учащихся на уроках». Ред. Б. П. Есипов, Москва, 1960, 1 п. л.

4. О самостоятельной работе учащихся с приборами, Тезисы доклада на III зональной научно-методической конференции преподавателей методики пединститутов Сибири и Урала, Омск, 1960, 4,5 стр.

5. Поурочные разработки тем: «Сила, масса и ускорение», «Взаимодействие тел», Майкоп, 1957, 6 п. л.

6. О самостоятельной работе учащихся на уроках физики. (Графические работы и поурочные разработки), Майкоп, 1959, 6 п. л.

7. Условия успешной организации ученического эксперимента на уроках физики в VI классе, «Ученые записки» Читинского педагогического института, кафедра физики, выпуск шестой, Чита, 1961, 1,75 п. л.

8. Связь преподавания физики и математики при изучении темы: «Приближенные вычисления», Тезисы доклада пятой научно-методической конференции преподавателей физики и методики физики пединститутов Сибири и Урала, Новосибирск, 1962, 5 стр.

9. Практические работы учащихся VI класса при изучении мензурки, «Физика в школе», 1962, № 3, 2 стр.

A 91672 2/XI 1962 г. Тип. Госкомитета по судостроению, зак. 2002