Инструкции к выполнению лабораторных работ

 

«Решающую роль в формировании действия играет его ориентировочная основа, полнота и правильность овладения которой определяет быстроту и качество формируемого действия и характер его исполнительной части.

Первый тип ориентировки характеризуется своей неполнотой, ориентиры представлены в конкретном виде и выделяются самим учеником путем многих проб. Само действие формируется медленно, с большим количеством ошибок.

Второй тип ориентировочной основы включает все условия необходимые ученику в готовом виде, в конкретной форме, и формирование действия идет быстро и безошибочно.

Ориентировочная основа третьего типа характеризуется тем, что имеет полный состав, ориентиры даны в обобщенном виде, характерном для целого класса явлений. Но при этом ориентировочная основа действия составляется самим учащимся с помощью общего метода, который ему дает учитель. Действию, сформированному на основе этого типа ориентировки, присущи быстрота и безошибочность формирования, большая устойчивость и широта переноса.

 

Ориентировочная основа первого типа заключается в том, что учащимся предъявляется одно из заданий без указания способов и последовательности его выполнения. Предварительно аналогичных заданий ученики не выполняли.

Ориентировочная основа второго типа заключается в том, что кроме задания ученику дается подробная инструкция его выполнения.

Инструкция носит конкретный характер и представляет детальный план осуществления отдельных операций, на которые разбивается задание.

Ориентировочная основа третьего типа подразумевает предварительное обучение учащихся экспериментальным методам исследования, выделения в совместной с ними работе, обобщенных планов выполнения экспериментальных заданий различных типов, умения пользоваться этими планами, конкретизировать их согласно условиям полученного задания». [3 стр. 43]

 

ООД первого типа

Неполнота. Ориентиры представлены в конкретном виде и выделяются самим учеником путем многих проб. Само действие формируется медленно, с большим количеством ошибок.

Учащимся предъявляется одно из заданий без указания способов и последовательности его выполнения. Предварительно аналогичных заданий ученики не выполняли.

ООД второго типа

Включает все условия, необходимые ученику для выполнения действия. Условие задается ученику в готовом виде в конкретной форме, и формирование действия идет быстро и безошибочно.

Кроме задания ученику дается подробная инструкция его выполнения. Инструкция носит конкретный характер и представляет детальный план осуществления отдельных операций, на которые разбивается задание.

ООД третьего типа

Полный состав, ориентиры даны в обобщенном виде, характерном для целого класса явлений. Но при этом ООД составляется самим учащимся с помощью общего метода, который ему дает учитель. Действие выполняется быстро и безошибочно, большая устойчивость и широта переноса.

Предварительное обучение учащихся экспериментальным методам исследования, выделение в совместной с ними работе обобщенных планов выполнения экспериментальных заданий различных типов, умению пользоваться этими планами, конкретизировать их согласно условиям полученного задания.[3]

 

«Экспериментальные задания выполняются по письменным инструкциям. Письменные инструкции помогают и учащимся, и учителю. Учащимся они задают программу конкретных действий, позволяют работать в индивидуальном темпе. Учителю инструкции указывают конкретное содержание задания, сокращают время на его объяснение, позволяют осуществлять непрерывный контроль в процессе выполнения задания, своевременно выявлять трудности и ошибки учащихся и оказывать им необходимую помощь в работе. Управляющая функция письменных инструкций изменяется в зависимости от содержания учебного материала урока и подготовленности учащихся. В одних случаях она дается системой указаний к выполнению задания, других - системой вопросов, ответы на которые учащиеся получают из наблюдений и экспериментов. Письменные инструкции следует вводить постепенно. На первых уроках, когда учащиеся ещё не умеют ими пользоваться, инструктирование целесообразно проводить устно. Устный инструктаж позволяет оперативно руководить и направлять кратковременные практические действия и мышление учащихся. Степень подробности инструктажа зависит от сложности операции, выполняемых учащимися, применяемого оборудования и наличия у учащихся определенных практических умений и навыков. Вначале, когда учащиеся еще не имеют необходимых экспериментальных навыков, важную роль играет показ учителем приемов выполнения отдельных практических действий. В этом случае урок надо строить так, чтобы учащиеся выполняли задание под руководством учителя. По мере развития у учащихся экспериментальных навыков устное инструктирование должно сменяться самостоятельное выполнение заданий по письменным инструкция. При этом учащиеся должны знать, что вопросы в заданиях поставлены для уточнения цели того или иного действия. Если задания выполняются в классе систематически, то учащихся, получив навыки самостоятельного экспериментирования, могут более активно участвовать в планировании опыта. В этих случаях целесообразно вместо письменной инструкции к заданию ставить перед учащимся только учебную задачу и просить их самостоятельно найти пути её решения. Учащиеся, ориентируясь на имеющееся оборудование, предлагают план проведения опыта. При этом они проявляют максимум самостоятельности и проводят эксперимент со всей серьёзностью». [4 стр. 25]

Инструкция по выполнению экспериментального задания на основе ООД третьего типа (определение скорости тележки через время t)

1. Соберите установку согласно рисунку и описанию

2. Соберите установку для измерения времени согласно рисунку и описанию

3. Сделайте математическое описание явления движения тела по горизонтальной поверхности без учета сил сопротивления под действием падающего груза. Выразите ускорение движения тележки через скорость, приобретаемую ей к моменту времени t и время. Решите уравнение относительно скорости.

4. Определите значение всех величин, стоящих в правой части уравнения. Произведите необходимые измерения (в данном случае масса тележки и перегрузка)

5. Подставьте численные значения всех величин в формулу:

Получите значение скорости, приобретаемой к заданному моменту времени. Найдите абсолютное значение ошибки, возникающей в результате измерений:

6. Определите, какое перемещение должна совершить тележка, чтобы приобрести полученное значение скорости. Воспользуйтесь для этого уравнением:

Найдите абсолютное значение ошибки:

7. Установите НО-контакты у начала монорельса, а НЗ-контакты на рассчитанном расстоянии S.

Установите тележку так, чтобы в состоянии покоя ее удерживал лишь рычаг НО-контактов.

Запустите тележку и секундомер путем отведения рычага НО-контактов в сторону.

Снимите показания секундомера.

В случае отклонения его показаний от заданных в условии, путем передвижения НЗ-контактов, экспериментально, путем проб подберите расстояние , соответствующее заданному в условии времени движения тележки.

Попадает ли найденное экспериментальное значение расстояния в расчетный интервал ?

Если нет, определите, где могла быть допущена ошибка?

8. Для измерения мгновенной скорости , приобретаемой тележкой к моменту времени и при совершении ею перемещения , установите ограничитель движения перегрузка на расстоянии от того положения перегрузка, в котором он находится в начальный момент времени, когда тележка, закреплена с помощью держателя у начала монорельса.

Расстояние должно равняться перемещению тележки от ее начального положения до НО-контактов.

НЗ-контакты установите на некотором расстоянии от НО-контактов.

 

Тележка, совершив перемещение и приобретя при этом скорость , ударится о рычаг НО-контактов, замкнет их и далее будет двигаться по инерции с постоянной скоростью.

Секундомер, включившийся при ударе тележки о рычаг, будет работать в течении времени до тех пор, пока не разомкнутся (также в результате удара тележки) НЗ-контакты.

9. Найдите значение средней скорости тележки на интервале , как:

Найдите абсолютное значение ошибки при измерении скорости:

С учетом найденных погрешностей, сравните расчетное и экспериментальное значения скоростей тележки.

10. Сделайте вывод.

 

Примерные варианты инструкций обобщенного характера при использовании ориентировочной основы третьего типа

 

План проведения эксперимента по определению значения физической величины

 

1. Математически опишите физическое явление, соответствующее условиям эксперимента и лабораторной установке

2. Решите полученное уравнение относительно искомой величины

3. Определите в полученной формуле известные и неизвестные величины

4. Определите способы нахождения неизвестных величин. Найдите эти величины

5. Определите численное значение искомой величины

6. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешности

7. Проведите экспериментальную проверку полученного результата

 

План проведения эксперимента по исследованию зависимости между физическими величинами

 

1. Определите, зависимость между какими величинами будет исследоваться в ходе эксперимента?

2. Соберите экспериментальную установку

3. Если будет исследоваться зависимость между тремя и более величинами a,b,c, …, то оставляя постоянными величины b,с, … определите зависимость x= f(a)

Затем, оставляя постоянными величины a, c, …, определите зависимость x= f(b)

4. Определите погрешности измерений и постройте с их учетом графики зависимостей, установленные в эксперименте

5. Учитывая точность измерений, сформулируйте выводы, отражающие установленные в эксперименте зависимости [3]

 

Приборы

 

«При подборе комплекта приборов, принадлежностей и материалов для фронтальных занятий прежде всего нужно обратить внимание на то, чтобы комплект был минимальным и в то же время давал возможность поставить методически правильно и технически грамотно все намеченные лабораторные работы. При этом приборы и принадлежности должны быть простыми по своей конструкции, почти не отвлекающими внимания учащихся и не отнимающими времени на освоение их устройства, если эти приборы не служат предметом изучения.

Все приборы должны быть портативными, чтобы с ними было удобно обращаться во время работы и размещать в шкафах для хранения. Оборудование должно давать возможность производить выдачу и уборку всего необходимого в каждой работе с наименьшей затратой времени, так как организационная сторона при фронтальном методе ведения лабораторных занятий имеет решающее значение в успехе всего дела.

Очевидно, эту задачу нельзя решать по частям: сначала подбирать оборудование для той или иной отдельной работы или группы работ, а потом механически соединять его вместе. Многие приборы применялись во всех разделах курса физики, поэтому необходимо вырабатывать конструкцию этих приборов, имея ввиду весь комплекс лабораторных работ. В зависимости от этого условия, т. е. числа и тематики работ, задача будет иметь различные решения». [5 стр. 9]

 

«Почти все более или менее крупные приборы (они же и более дорогие) применяются, как правило в нескольких работах. Таким образом, разнообразие конструкций сведено к возможному минимуму. Этим значительно снижается общая стоимость всего комплекта оборудования для лабораторных работ, устраняется излишний простой прибор в кабинете, облегчается освоение приборов учащимися. Исключение составляют лишь некоторые приборы и принадлежности, которые применяются в какой либо одной лабораторной работе. К таким приборам относятся, например, ареометр, диск для вывода правила моментов сил, поляроид и некоторые другие. Эти приборы имеют узкоспециальное назначение и по сравнению с другими применяются очень редко, но без них обойтись ни как нельзя по методическим соображениям. Все остальные приборы, принадлежности и приспособления, которые применяются в какой либо одной из работ, очень просты и относятся к самым дешевым, самодельным, например: проволоки с наконечниками для измерения удельного сопротивления, кольца железные для магнитной защиты, экраны из картона для изучения магнитного поля, держатели из жести для диапозитивов, вертушки из бумаги или фольги, плоские фигуры из картона или фанеры для определения центра тяжести и т. п. Однако во всех таких случаях надо помнить, что лучшие результаты в постановке фронтальных лабораторных занятий и в организации выдачи, уборки и хранения деталей и в смысле широкого применения одних и тех же приборов в ряде работ (комплектность) будут достигнуты тогда, когда все приборы подбираю по указанным в комплекте характеристикам. В таком виде оборудование подвергалось многократному испытанию и проверялось на практике в школьных условиях. Поэтому в тех школах, где фронтальные работы только начинают вводиться и приборы подбираются вновь, следует приобретать и изготовлять оборудование строго придерживаясь приведенных характеристик». [5 стр. 48]