Теоретические основы подготовки и проведения опытов на уроках познания мира

Постановка опытов — как способ получения знаний об окружающей действительности

Важное место в обучении естествознанию занимают опыты. Они необходимы для определения физических, химических и биологических свойств веществ или тел, раскрытия тех или иных явлений, происходящих в природе. Это, например, процессы выветривания и разрушения горных пород, изучение свойств и трех состояний воды, изучение состава и свойств воздуха и т. д.

Опыт — это способ изучения объектов или процессов природы в специально созданных искусственных условиях и выяснения из многократного комплекса внешних воздействий на объект или процесс лишь одного, заранее определенного фактора [4].

И.И. Павлов писал, что". наблюдение — метод вполне достаточный для изучения только более простых явлений. Чем сложнее явление — а что сложнее жизни? — тем неизбежнее опыт. Опыт как бы берет явление в свои руки и пускает в ход то одно, то другое таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях определяет истинную связь между явлениями. Иначе сказать, наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт не берет у природы то, что он хочет. И сила биологического опыта поистине колоссальна" [3].

Педагогическая ценность опытов обусловлена главным образом тем, что при их выполнении обеспечивается единство знаний, умений и навыков школьников, воспитываются их самостоятельность и любознательность.

Опыты по природоведению проводятся под руководством учителя. Учитель подбирает необходимое оборудование, объекты для опыта, заранее готовит и проводит его, определяет форму работы: по группам или индивидуально. На уроке перед проведением опыта для активации учащихся перед ними ставится определенная задача или создается проблемная ситуация. Учитель пишет на доске тему, цель опыта, план проведения и план оформления результатов. В ходе ознакомления с планом опыта выдвигается гипотеза, ответ на которую могут дать результаты опыта. По природоведению проводятся опыты по выяснению условий, необходимых для прорастания семян, по выяснению значения воды, минеральных солей, тепла, света на рост и созревание растений и животных организмов; опыты по изучению свойств воды, минералов, почвы, полезных ископаемых и др. Подготовка и проведение опытов, осмысление их результатов — это не только практическая, но и творческая деятельность учащихся. Проводя опытническую работу, учащиеся знакомятся с разнообразными приборами и оборудованием, приобретают умения работы с ними, подготовки и проведения опытов [5].

Опыты по природоведению можно проводить как в течение урока, так и во внеурочное время (длительный опыт). Длительные опыты проводятся в течение недели или учебной четверти, а некоторые из них продолжаются и в летнее время. Например, опыты по выяснению значения тепла для образования корней у комнатных растений, опыты, выясняющие значение подкормки для роста и созревания культурных растений. Эти опыты проводятся на учебно-опытном участке, дома в течение всего лета.

Для проведения опытов учащихся тщательно готовят. Содержание и цели опыта изучаются по ученику или другой литературе, подготовленной учителем. Определяется последовательность проведения опыта; при этом очень важно ознакомить учащихся с правилами работы, с приборами, объектами и техникой безопасности.

Опыты делятся на демонстрационные, выполненные учителем, и лабораторные, выполняемые учащимися. Последним отводится особое место. Они предполагают деятельность всех учащиеся, если даже задания будут групповые или парные и пр. [6].

Лабораторные опыты могут быть фронтальными, выполняемыми всем классом, групповыми и индивидуальными. Групповые и индивидуальные опыты по заданию учителя школьниками выполняться могут и дома. Это, например, опыты по проращиванию семян или выращиванию кристаллов. При проведении лабораторных опытов учащиеся непосредственно работают с оборудованием, приборами, ведут «Дневник наблюдений» и оформляют результаты. Все это приучает учащихся к самостоятельности. В обучении естествознанию широко применяют демонстрационные опыты, которые проводит либо учитель, либо кто-то из школьников, а класс наблюдает и делает выводы. Например, учитель демонстрирует опыт «Расширение и сжатие воды при нагревании и охлаждении» [7].

Опыты необходимо проводить в сравнении с контрольными объектами и на их основе учить школьников сравнивать, находить общие и отличительные признаки объекта исследования. Такие опыты чаще всего проводятся с различными культурными растениями в уголке живой природы, в школьной теплице и на учебно-опытном участке. Каждый учебный опыт (эксперимент) позволяет устанавливать причинно-следственные связи между объектами и явлениями. Учебный опыт является основой в познании и критерием истинности получаемых результатов. Применение в учебном процессе опытов (экспериментов) способствует формированию у учащихся научных знаний (представлений и понятий) и необходимых общеучебных практических умений.

Понятия «практические» и «самостоятельные» работы предполагают практическую, самостоятельную деятельность школьников по приобретению и усвоению знаний. Чем чаще дети получают задания для самостоятельного выполнения и осмысления, тем больше возможностей у учителя выработать у них привычку и потребность к самостоятельному овладению знаниями. Продолжительность практических работ из класса в класс увеличивается, они становятся более сложными. Первые практические работы проводятся по разработанному плану-образцу, а затем постепенно учитель повышает уровень самостоятельности, дает учащимся задания творческого характера.

Практические работы по форме могут быть индивидуальные, групповые и фронтальные. Больше всего практических работ проводится по распознаванию и определению натуральных объектов природы. С этой целью используются живые растения и животные, гербарии, коллекции плодов и семян, коллекции насекомых, почв, минеральных удобрений, полезных ископаемых и др.

Использование натуральных средств на уроке позволяет школьнику тщательно их рассмотреть, определить цвет, форму, размеры, вкус, запах и т. д. Таким образом, учебная информация поступает по нескольким каналом, что делает обучение более убедительным и достоверным. Еще А. Я. Коменский указывал на то, что чем больше органов чувств задействовано в познании объекта, тем более полные и глубокие представления о нем можно сформировать у ребенка [8].

Раздаточный материал применяют для уточнения и конкретизации представлений о предмете, для выяснения его скрытых свойств. В этом случае учащиеся выполняют опыты. Пока у школьников не сформировано умение работать с предметами природы, учитель непосредственно руководит их действиями: показывает и объясняет, как следует выполнять работу.

Учащиеся 3−4 классов уже владеют некоторыми навыками работы с предметами природы. Поэтому действия с коллекционным материалом целесообразно организовать так, чтобы школьники были поставлены в положение исследователей, т. е. самостоятельно выявляли свойства природных объектов.

Особое место занимают практические работы с приборами (термометром, компасом, гноманом, глобусом и др.). Учащиеся знакомятся с устройством термометра и правилами его использования, затем проводится практическая работа: у школьников отрабатываются умения пользоваться термометром в различных условиях.

При изучении соответствующих тем по природоведению используется компас. Приемы работы с компасом отрабатываются практически: на экскурсиях, в походах. Практические работы с компасом позволяют научить детей ориентироваться на местности, пользоваться планом и картой, наносить на них условные обозначения.

В зависимости от характера мыслительной деятельности учащихся выделяют опыты иллюстративные, эвристические и исследовательские [9].

Иллюстративные опыты применяют для подтверждения учебного материала, рассказанного учителем, а также для проверки усвоения знаний учащимися. Поэтому нередко их называют проверочными. Это, например, опыты, подтверждающие расширение тел при нагревании, различную водопроницаемость горных пород и т. д.

Эвристические опыты (от греческого эврика — «я нашел») проводят с целью получения конкретного результата учащимися самостоятельно. При этом путь работы намечается учителем и известен учащимся, результат же — неизвестен. Например, учащимся предлагают заполнить сосуд водой и выставить на мороз. Вывод по итогам опыта школьники делают самостоятельно.

Исследовательские опыты состоят в том, что учащимся сообщают тему и цель опыта, а после наблюдения по результатам они делают выводы или высказывают предположения. Это, например, описанные в литературе опыты по изучению состояния почвы, ее влагопроницаемости и влагоемкости и другие. В начальной школе эти опыты находят ограниченное применение.

Наблюдения учащихся, фиксирование результатов опыта и формулирование выводов — необходимая составная часть опытов. В этом их сходство с наблюдениями.

Таким образом, опыт — это способ изучения объектов или процессов природы в специально созданных искусственных условиях и выяснения из многократного комплекса внешних воздействий на объект или процесс лишь одного, заранее определенного фактора.