Общие требования к проведению опыта

• 1. Осознание учителем и учениками цели опыта. Для педагога это две главные цели: первая — приобретение детьми новых знаний, вторая — приобщение детей к исследовательской работе. Для детей цель опыта — ответ на поставленный учителем или самими детьми проблемный вопрос. В рассмотренном выше примере, организуя опыт по выявлению в почве воздуха, учитель говорит: «Дети, мы с помощью опытов выяснили, что в почве есть вода, песок, глина. Проведем еще один опыт и выясним, что еще есть в почве».
• 2. Ясная, исчерпывающая инструкция по технике выполнения опыта. Эта инструкция может быть дана учителем в устной форме, записана на доске или приведена в учебнике. В нашем примере техника выполнения проста. Учитель предлагает взять комок почвы, опустить его в стакан с водой и ответить на вопрос «Что выделилось из почвы?». В более сложном варианте учитель может попросить детей пересказать данную им инструкцию.
• 3. Контроль учителем хода проведения опыта, необходимая коррекция действий школьников, диагностика воспринимаемого. Учитель следит, чтобы дети самостоятельно выполняли инструкцию, при необходимости оказывает помощь. Диагностика восприятия в данном примере может осуществляться вопросом: «Что произошло после того, как вы опустили почву в воду, что выделилось из почвы?» Ожидаемый ответ: «Из почвы выделились пузырьки воздуха».

Однако ответы детей не всегда бывают однозначными, некоторые могут сказать, что почва утонула, другие, что на поверхности воды появились остатки растений и т. п. В этом случае учитель обращает внимание всех именно на появление воздушных пузырьков.

• 4. Самостоятельность выводов детей по результатам опыта. Обобщая ответы детей, учитель говорит: «Итак, после того, как мы опустили почву в воду, мы увидели выделившиеся воздушные пузырьки. Следовательно, что же еще есть в почве?» (Ответ детей: «В почве содержится воздух»).
• 5. Связь результатов опыта с процессами в природе, жизнью человека. Дальнейшая беседа по результатам опыта строится по следующим вопросам: «Нужен ли почве воздух?» (нужен: корни растений тоже дышат), «Что делает человек на полях, в огородах, чтобы в почве было достаточно воздуха?» (почву рыхлят).

Возможности установления связей результатов опыта с явлениями, происходящими в окружающем мире, многогранны. Иногда для объяснения тех или иных природных явлений информацию, полученную с помощью опыта, учителю приходится дополнять, развивать. Покажем это на примере опыта с изменением объема воды в зависимости от изменения температуры. В учебнике-тетради он означен следующим образом: «Все вещества, если их охлаждать, уменьшаются в объеме. Лишь одно вещество ведет себя иначе. Это всем известная вода. Возьми какой-нибудь крепкий сосуд (например, консервную банку) и налей туда воды по самый верх. А затем поставь в морозильник. Когда вода замерзнет и превратится в лед, посмотри, остался ли ее объем без изменения?». В данном варианте опыт показывает, что при замерзании вода расширяется. В развитие этого опыта не будет лишним сообщить детям информацию о том, что вода начинает расширяться уже с понижением температуры ниже +4°С, т. е. наибольшая плотность воды бывает при + 4 °C (вода становится наиболее тяжелой). Это исключительно важное с экологической точки зрения свойство воды, не позволяющее нашим водоемам зимой промерзать до дна. С помощью соответствующего рисунка можно проиграть ситуацию: что происходит с обычным водоемом и что происходило бы с водоемом с водой, если бы она, как и все другие природные тела, постоянно сжималась бы с понижением температуры. В первом случае осенью при понижении температуры вода на поверхности становится тяжелее и опускается на дно. После охлаждения воды до +4°С перемешивание воды прекращается, так как более холодная вода у поверхности уже не опускается на дно — она становится легче. Таким образом, температура воды в глубине сохраняется около +4°С на протяжении всей зимы. Во втором случае с понижением температуры воздуха вся толща воды приобретает такую же температуру, и водоем промерз бы до дна, как только температура воздуха опустится ниже 0° С. Таким образом, даже глубокие водоемы в наших условиях зимой промерзали бы до дна и жизнь в них была бы совсем иной, не столь многообразной.

Учителю, по какой бы программе он ни работал, полезно быть знакомым и с другими программами, учебниками, чтобы по возможности обогащать содержание уроков новыми элементами, новыми опытами.

Пожелание начинающим учителям: впервые проводимые опыты стоит проделать предварительно, так как далеко не все опыты получаются с первого раза.

Обучение экспериментированию. Эксперимент — универсальный способ познания окружающего мира. Он используется как в естествознании, так и в обществознании (социологический, педагогический эксперименты). Эксперимент имеет более сложную по сравнению с опытом структуру: постановка проблемы — выдвижение гипотезы — поиск способа проверки гипотезы (как правило, это опыт, но могут вовлекаться и наблюдения) — действия по проверке гипотезы — подготовка полученной информации — выводы (гипотеза подтверждается или опровергается).

Обучение экспериментированию в образовательной системе Эльконина — Давыдова. До последнего времени эксперимент имел место главным образом при работе с растениями на пришкольном сельскохозяйственном участке или в классном уголке природы. Правда, и там он чаще всего обозначался как опыт. Особое положение в этом смысле занимает «Окружающий мир» по Эльконину — Давыдову. Там экспериментированию обучают специально, начиная со II класса. Приводим фрагмент разработки вводного урока, наглядно показывающего суть этого способа познания окружающего мира^[1]. В целях упрощения восприятия сути экспериментирования из текста разработки исключены элементы знаково-символического моделирования, которыми сопровождается обучение.

Тема урока: «Почему закрываются шишки?»

Цель учителя: а) поставить учебную задачу на открытие экспериментирования как нового способа получения ответов на вопросы; б) организовать рефлексию (осознание, осмысление) этого способа.

Пособия у учителя: две примерно одинаковые сосновые шишки.

Пособия у детей: учебники-тетради.

У: «Я вижу, что большинство считает, что уже хорошо научились наблюдать, спрашивать, находить ответы в справочнике. Давайте-ка проверим, так ли это. Сейчас опишу сложную задачу, с которой я недавно столкнулась, а вы расскажите, каким способом ее лучше решить».

Далее учитель рассказывает детям о «своих наблюдениях, сделанных в лесу».

У: «Недавно мне довелось гулять по лесу и рассматривать шишки, лежащие на дорожке. Все шишки были открыты, похожи на ежиков. На следующей день те же самые шишки были закрыты, чешуйки прижались друг к другу. Из-за чего такое могло случиться?».

Дети предлагают свои ответы. Объяснения, основывающиеся на том, что это другие шишки («те старые, а это молодые»), учитель сразу отвергает: «Шишки те же самые (я их пометила ленточками), просто они закрылись. Почему?».

В результате этой работы на доске появляется ряд детских предположений. Это предположения, связанные с погодой: «из-за дождя», «изза жары», «был вечер и утро» (солнечный свет) и пр.

Учитель показывает детям, что предложений много, но какое из них верное — непонятно.

У: «Каким способом будем получать ответ?»

Дети предлагают разные известные способы. Учитель предлагает все их опробовать. Спросить у родителей (в результате опроса получаются те же разные мнения), поискать в справочнике (ответ не находится!).

Эту работу лучше провести в школе, имея ограниченный набор книг на уроке, так как уже появилась литература, в которой описано и объяснено это явление. Иногда уместно прервать урок после поиска ответа в литературе, чтобы затем у детей была возможность опросить родителей.

На предложение понаблюдать (на следующем уроке) учитель говорит, что внимательно наблюдал за погодой в те два дня: в первый день погода была «сухая, жаркая, солнечная, ветреная», а во второй день — «влажная, холодная, пасмурная, безветренная». Условия учитель «назначает» так, чтобы все они менялись одновременно, но, чтобы закрытым шишкам соответствовала влажная погода.

Обсуждая эти условия, дети заключают, что нельзя из наблюдений решить, что же именно было причиной закрывания шишек.

Учитель предлагает определить, в чем же причина того, что даже наблюдение не позволяет найти точный ответ.

Дети анализируют затруднения и приходят к выводу, что «все условия — вместе (смешаны, одновременно присутствуют)», поэтому и нельзя решить, что же влияет.

У: «Что же нужно, чтобы преодолеть эту трудность?»

Д: «Сделать условия отдельно».

Далее решается вопрос: как же «сделать каждое условие отдельно»? Учитель разрешает для этой цели использовать две шишки, лежащие у него на столе.

Дети предлагают, например, для проверки того, влияет ли солнечный свет, положить шишки на освещенное место.

У: «Что же мы увидим?»

Д: «Они откроются (закроются)».

У: «Сможем ли мы сделать из этого какой-то вывод?»

Д: «Да. Если откроются (закроются), значит, все правильно».

У: «Л может быть, они бы и так открылись?»

Д: «А! Надо одну шишку положить на свет, а другую — в темноту».

Аналогичным образом разбираются другие предложения: детей (о влажности, ветре и пр.).

У: «Давайте подумаем, какой же мы способ решения научных споров открыли? Чем он похож, а чем отличается от старых способов: например, от наблюдения? Что мы проделали с шишками?»

Д: «Мы положили одну в холодильник, а другую — в тепло. Мы сами создаем и меняем условия процесса!»

Учитель выясняет, почему важно, чтобы была не одна, а две шишки. Дети рассказывают, он называет одну шишку «экспериментальной», а другую «контрольной».

У: «А будем ли мы наблюдать, и если будем, то когда?»

Д: «Наблюдать мы будем после того, как положим шишки в разные условия».

Учитель рассказывает, что после того, как мы решили проверить наши разные мнения, они стали не просто мнениями, а гипотезами, или предположениями. А этапы создания условий и наблюдения результата — способ проверки гипотез.

Далее, после окончательного уяснения детьми основной идеи эксперимента, содержания понятий «экспериментальный» и «контрольный» объекты, детям предлагаются другие темы для экспериментирования, связанные главным образом с растениями.

Экспериментирование с растениями. Эксперименты, объектом изучения которых являются растения, проводятся в начальной школе уже давно. Правда, и сейчас эта работа традиционно называется опытами. Экспериментирование с растениями проводится главным образом на пришкольном сельскохозяйственном участке и в классном уголке природы. Правильно поставленная работа по изучению влияния экологических факторов на рост и развитие растений как раз и предполагает реализацию вышеназванных этапов. Как организуется эксперимент с сельскохозяйственными растениями на пришкольном сельскохозяйственном участке, будет рассказано в главе 13.

• [1] Чудинова Е. В., Букварева Е. Н. Окружающий мир: 2 класс: методические рекомендации…