Методика формирования физических понятий при изучении механики в курсе физики основной школы

Можно начать рассматривать концепцию масс с атомистического проявления, и такие эксперименты были в практике средних школ, а сейчас они проводятся за рубежом. В XVIII веке вес определялся как количество вещества, содержащегося в организме. Это определение было введено в науку Ньютоном. В настоящее время о массе как количестве вещества можно говорить только для однородных тел, так как количество атомов и молекул однородных тел с одинаковой массой одинаково. Поэтому в настоящее время понятия "масса" ассоциируются с инерционными и гравитационными свойствами тел. Известны попытки начать рассматривать понятие материи с гравитационного проявления физического свойства [15]. Общая схема исследования разделена на следующие этапы. Вводится понятие силы. Изучается сила тяжести, вводится понятие массы тела, рассматривается взвешивание тел. Затем вводится понятие плотности тела. Только тогда изучается второй закон Ньютона и инертные свойства материи. Такой подход не получил широкого распространения в средней школе. Считается нецелесообразным начинать рассматривать массу с гравитационными свойствами. Поэтому выгодно начинать рассмотрение массы с ее инертного проявления с изучения инертных свойств материи. Такая структура изучения массы тела проводится в современных общеобразовательных программах по физике. Понятие материи формируется в связи с рассмотрением второго закона Ньютона и уравнения движения тела. Сложность создания концепции материи заключается в том, что она характеризует различные свойства материи. При рассмотрении законов Ньютона, закона сохранения импульса, масса выступает в качестве меры инертных свойств; в законе всемирного тяготения масса является мерой гравитационных свойств тела, структуры материи, в частности свойств. При рассмотрении молекулярно-кинетической теории идеального газа масса раскрывается как физическая величина, пропорциональная количеству вещества, а при изучении взаимосвязи массы и энергии она является мерой энергии тела [7; 8].Учитывая множество различных проявлений этого сложного понятия, его трудно сформулировать однозначно. Понятие материи, не имеющее исчерпывающе полного, однозначно правильного определения, поскольку оно раскрывается в контексте других понятий. Кроме того, различные проявления материи рассматриваются в разных разделах физики. Как сложное понятие, оно обладает большой степенью общности и формируется в курсе физики как многоуровневая теоретическая концепция. Развитие представлений о силе и массе происходит в процессе формирования понятия "взаимодействие", которое связано с понятиями "сила" и "масса". На начальном этапе работы с понятием "сила" его идея вводится как векторная физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое. Это определение включает в себя еще одно новое для студентов понятие - действие, оно также сложное.На следующем этапе (этап 9) эффект определяется как одна из сторон взаимодействия, которая представляет собой степень изменения характера взаимодействия тел или частиц тела. Таким образом, понятие "сила" ассоциируется с понятиями "действие" и "взаимодействие". 9:00. из класса, формирующего понятие "действие", следует отметить, что оно характеризует изменение состояния объекта, ограниченное законами защиты и приводящее к формированию устойчивых систем. Если количественной характеристикой действия является сила, то количественной характеристикой взаимодействия является импульс тела, энергия. Формирование понятия "взаимодействие" обогащается к концу 9 в., так как к этому времени были изучены все четыре типа взаимодействий (гравитационное, электромагнитное, ядерное, слабое). На заключительном занятии в 9. целесообразно обобщить их на основе общих признаков (характеристик), таких как: источник взаимодействия, способ передачи, характер взаимодействия, мера. Таким образом, комплексное понятие "сила" определяется через действие и взаимодействие, которые сами эволюционируют от класса к классу и задают вектор развития понятия "сила".Давайте раскроем содержание комплексного понятия "власть", оно включает в себя: 1) Определение (это физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое); 2) механизм возникновения (эффект приводит к изменению скорости движения тела или частей тела (деформации); 3) природа (гравитационные, электромагнитные, ядерные, силы слабого взаимодействия); 4) типы (сила тяжести, сила упругости, вес тела, сила трения, сила сжатия, сила поверхностного натяжения, сила Кулона, сила Ампера и т.д.)); 5) характеристики (направление, условия возникновения, описательные средства, зависимость от других величин);6) единицы измерения.ТаблицаПонятиеВведение по автору…Автор…2.2 Методические приемы формирования физических понятий при изучении механики в 9 классеВ современных исследованиях методистов и преподавателей отсутствует достаточный уровень усвоения студентами физических понятий в соответствии с этими критериями [1-3]. Одной из существенных причин этой проблемы является то, что учителя не придают большого значения вопросу создания системы физических понятий у школьников и не решают его целенаправленно. В результате студенты обладают фрагментарными знаниями о физических явлениях, объектах и величинах и испытывают серьезные трудности в процессе применения концепций при решении практических задач.Первой особенностью этого раздела является то, что именно с механики начинается изучение курса физики. Это связано с тем, что механические процессы являются наиболее доступной для наблюдения формой движения. Кроме того, моделирование физических систем в классической физике связано с формированием механических образов. Это определяет место механики в общем курсе физики и требует от преподавателя уделять внимание основательному усвоению материала учащимися.[20]Вторая особенность заключается в том, что физическая теория достаточно полно представлена в механике. (Такого понятия нет ни в одной другой части школьного курса физики.) Поэтому у преподавателя есть возможность проиллюстрировать структуру физической теории на примере механики.В любой физической теории можно условно выделить основу, ядро и выводы. Основой механической теории является идеализированный объект - материальная точка, определенное количество экспериментальных фактов (эксперименты Галилея, Кавендиша и др.), основные физические величины - перемещение, скорость, ускорение, масса материальной точки.Ядро механической теории содержит систему абстракций (постулаты об однородности и изотропии пространства, об однородности времени, о мгновенном воздействии одного тела на другое без материальных посредников), законы Ньютона, принцип независимости действия сил, формулировка основной проблемы механики. Выводы этой теории включают возможность определения положения материальной точки в пространстве в любой момент времени с помощью заданной силы (или векторной суммы сил) и начальных условий.Основные выводы, к которым приводит теория механики и которые должны усвоить студенты, заключаются в следующем:1) состояние изолированной системы материальных точек в течение определенного времени полностью определяется их координатами и импульсом.2) материальные точки воздействуют друг на друга силами, которые изменяют их импульсы.3) состояние механической системы во все последующие времена четко вытекает из ее начального состояния и определяется уравнениями Ньютона.4) взаимодействие осуществляется на расстоянии (минуя носители материала) и передается мгновенно (принцип работы на больших расстояниях). Механика Ньютона не учитывает природу сил.5) третья особенность раздела - использование эксперимента в обучении механике. Эксперимент является источником знаний и критерием истинности любой теории, поэтому он должен быть основой изучения и механики. Классические эксперименты, которые стали поворотным моментом в развитии науки, имеют большое значение в механике. Они образуют особую группу экспериментов. Это эксперименты по изучению движения падающих тел и эксперименты с маятниками, эксперименты Галилея и Ньютона по экспериментальному доказательству равенства инертной и гравитационной масс, эксперименты Кавендиша, Джолли, Ричарца по обнаружению силы тяжести и измерению гравитационной постоянной и др. Их не всегда можно воспроизвести в школе. В этом случае их можно проиллюстрировать с помощью различных наглядных пособий - учебных фильмов, моделей, таблиц и т.д.Другая группа экспериментов в механике состоит из экспериментов иллюстративного характера, которые имеют дидактическое, образовательное значение. Для этих экспериментов промышленность выпускает специальные механические устройства для демонстрационных и лабораторных работ.2.3 Оценка эффективности приемов формирования физических понятий при изучении механики в 9 классеЗаключениеБиблиографический списокЛебедева Т.Н., Шефер О.Р. Электронные учебники в школе: дань моде или необходимость // Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования. Челябинск: Край Ра, 2016. С. 15-21.Битянова М.Р. Организация психологической работы в школе [Текст] /М.Р.Битянова. – М.: Совершенство, 1998. C. 4Тайницкий В.А., Капралов А.И. Методологические аспекты использования моделирования и конструирования в обучении физике // Учебная физика. 2012. №1. С. 32-36.Карасова И.С. Формирование сложных физических понятий у учащихся средней школы // Усовские чтения. Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: Материалы и доклады XVII международной научно-практической конференции. В 2-х ч.; под общей редакцией О.Р. Шефер. – 2011. – С. 153–155. Колоскова Д.А. Особенности формирования сложных понятий курса физики основной школы // Наука, образование, общество. – 2016. – №4 (10). – С. 85–94. Суровикина С.А. Формирование умения давать определения физическим понятиям // Развитие мышления в процессе обучения физике. – 2013. – №1. – С. 4–10. Усова А.В. Некоторые методические аспекты проблемы формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов // Мир науки, культуры, образования. – 2011. – №4–2. – С. 11–14.Капралов А.И. Историзм как критерий модификации содержания школьного учебника физики // Образование и наука. 2009. № 9. С. 82-90. Капралов А.И., Шефер О.Р. Реалии и перспективы сохранения в отечественной школе компонента политехнической направленности обучения физике // Инновации в образовании. 2016. № 3. С. 105-113. Крайнева С.В. Участие дисциплины «Концепции современного естествознания» в формировании мировоззрения обучающихся // Междисциплинарный диалог: современные тенденции в гуманитарных, естественных и технических наук. Челябинск: Полиграф-мастер, 2015. С. 189-192. Лебедева Т.Н., Шефер О.Р. Электронные учебники в школе: дань моде или необходимость // Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования. Челябинск: Край Ра, 2016. С. 15-21. Тайницкий В.А., Капралов А.И. Моделирование и конструирование в обучении физике: из опыта работы. Челябинск: РЕКПОЛ, 2009. 179 с. Тайницкий В.А., Капралов А.И. Методологические аспекты использования моделирования и конструирования в обучении физике // Учебная физика. 2012. №1. С. 32-36. Физика микромира. Маленькая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1980. 528 с. Физическая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1988. Т. 1. 704 с. Усова A.B. Психолого-дидактические основы формирования физических понятий. Челябинск: ЧГПИ, 1988. 90 с. Усова A.B. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. М.: Издательство Унта РАО, 2007. 309 с. Шефер О.Р. Диагностика метапредметных результатов обучения физике средствами задания на установления соответствия между элементами двух множеств // Инновации в образовании. 2014. №5. С. 115-126. Шефер О.Р. Методика формирования у учащихся умений комплексно применять знания для решения физических задач (на материале физики Х класса): Дисс…кан. пед. наук. Челябинск, 1999. 160 с. Шефер О.Р., Лебедева Т.Н. Межпредметная проектная деятельность учащихся с использованием ЛЕГО-роботов // Инновации в образовании. 2012. № 9. С. 67-73. Шефер О.Р., Крайнева С.В. Использование информационных технологий в процессе решения ситуационных задач по курсу «Физика Земли» // Вестник научных конференций. 2015. № 4-4(4). С. 155-158. Яворский Б.М., Пинский A.A. Основы физики. Т. 1. М.: Наука, 1981. 456 с.Индивидуальное задание: Исследовать уровень сформированности основных физических понятий у учащихся 9 классаВведениеСтруктура:Актуальность.Отражает попытку автора внести вклад в решение актуальной проблемы в области образования.Краткое изложение того, что изучено по данному направлению в психолого-педагогической науке, состояние проблемы в практике (степень научной разработанности проблемы). Необходимо обязательно связать с ФГОС ООО/СОО, а также нормативными и/или методическими документами, регламентирующими деятельность организаций дополнительного образования детей.Констатация того, что и кем сделано по изучаемому направлению.Выделение того, что еще осталось нераскрытым и предстоит изучить.Проблема исследования.Цель.Объект.Предмет.Гипотеза.Задачи.Теоретико-методологические основы.Методы.Теоретическая значимость.Практическая значимость. Апробация исследования.База эмпирического исследования.Описание структуры работы. Структурные компоненты во введении должны быть связаны между собой