Опытно-экспериментальная работа: сущность, формы обучения

ГЛАВА 1. Теоретические аспекты организации опытно-экспериментальной работы на уроках «Окружающего мира»

Опытно-экспериментальная работа: сущность, формы обучения

«Окружающий мир» – это курс, который формирует в ребенке основы мировоззрения и предоставляет знания, с помощью которых у них формируется объективный научный взгляд на окружающий мир. Школьники, в процессе обучения, осознают, что этот мир реально существует, развивается, его можно познать.

При изучении содержания курса «Окружающий мир» ставится задача не только ознакомления младших школьников с ближним и дальним природным окружением, но и обогащения его социального опыта, опыта коммуникативного взаимодействия с окружающими. Таким образом, данный курс решает крайне важную для начальной школы задачу социализации младших школьников.

Значение курса «Окружающий мир» для адаптации младших школьников к школьной жизни. Уроки «Окружающего мира» могут облегчить задачу адаптационного периода для младшего школьника, ведь содержание данных уроков выстраивается на более близком ребенку материале, чем содержание других уроков. Вот поэтому вхождение в учебную деятельность на уроках «Окружающего мира» проходит легче, так как повышается интерес к обучению, что непосредственно влияет на успешное обучение в школе.

Познавательные процессы как составная часть входят в любую человеческую деятельность и обеспечивают ее эффективность. Познавательные процессы позволяют человеку намечать заранее цели, планы и содержание предстоящей деятельности, проигрывать в уме ход этой деятельности, свои действия и поведение, предвидеть результаты своих действий и управлять ими по мере выполнения.

Когда говорят об общих способностях человека, то также имеют в виду уровень развития и характерные особенности его познавательных процессов, ибо, чем лучше развиты у человека эти процессы, тем более способным он является, тем большими возможностями обладает. От уровня развития познавательных процессов учащегося зависит легкость и эффективность его учения.

Человек рождается с достаточно развитыми задатками к познавательной деятельности, однако познавательные процессы новорожденный осуществляет сначала неосознанно, инстинктивно. Ему еще предстоит развить свои познавательные возможности, научиться управлять ими. Поэтому уровень развития познавательных возможностей человека зависит не только от полученных при рождении задатков (хотя они играют значительную роль в развитии познавательных процессов), но в большей мере от характера воспитания ребенка в семье, в школе, от собственной его деятельности по развитию интеллектуальных способностей.

Познавательные процессы осуществляются в виде отдельных познавательных действий, каждое из которых представляет собой целостный психический акт, состоящий нераздельно из всех видов психических процессов. Но один из них обычно является главным, ведущим, определяющим характер данного познавательного действия. Только в этом смысле можно рассматривать отдельно такие психические процессы, как восприятие, память, мышление, воображение.

Формирование познавательных интересов у младших школьников происходит в форме любопытства, любознательности с включением механизмов внимания. Переход интереса с одной стадии своего развития на другую не означает исчезновения предыдущих. Они остаются и функционируют наравне с вновь появившимися формами.

К развитию интереса можно отнести и случаи преобразования познавательного интереса в учебный интерес. Формирование познавательных интересов у школьников начинается с самого начала обучения в школе. Только после возникновения интереса к результатам своего учебного труда формируется у младших школьников интерес к содержанию учебной деятельности, потребность приобретать знания.

На этой основе и могут сформироваться у младшего школьника мотивы учения высокого общественного порядка, связанные с подлинно ответственным отношением к учебным занятиям. Учитель должен воспитывать именно такие мотивы учения, добиваться осознания детьми общественного значения учебного труда. И форсировать этот процесс не следует, пока для него не созданы соответствующие предпосылки.

Формирование познавательного интереса к содержанию учебной деятельности, приобретению знаний связано с переживанием школьника чувства удовлетворения от своих достижений.

В первые годы обучения все интересы младшего школьника развиваются очень заметно, особенно познавательный интерес, жадное стремление узнать больше, интеллектуальная любознательность. Сначала появляются интересы к отдельным фактам, изолированным явлениям (1-2 классы), затем интересы, связанные с раскрытием причин, закономерностей, связей и взаимозависимостей между явлениями. Если первоклассников и второклассников чаще интересует, «что это такое?», то в более старшем возрасте типичными становятся вопросы «почему?» и «как?». С развитием навыка чтения складывается интерес к чтению определенной литературы, у мальчиков быстро формируется интерес к технике. К 3-4 классам начинают дифференцироваться учебные интересы.

Познавательный интерес, как и творческая активность – сложные, многозначные явления, которые можно рассматривать с двух сторон. Во-первых, они выступают как средство обучения, как внешний стимул, с которым связана проблема занимательности. Во-вторых, данные понятия являются ценнейшим мотивом учебной деятельности школьника. Но для образования мотивов недостаточно внешних воздействий, они должны опираться на потребности самой личности. Поэтому можно выделить внутренние и внешние проявления познавательного интереса, а, следовательно, условия, влияющие на их формирование также могут делиться на внутренние и внешние.

При формировании познавательного интереса младших школьников при выполнении разного рода заданий важно учитывать внутреннюю и внешнюю его стороны. Но так как учитель не может в полном объеме воздействовать на мотивы, потребности личности, то необходимо сосредоточить внимание на средствах обучения и, следовательно, учитывать внешние условия.

Предметом познавательного интереса младших школьников являются новые знания о мире. Поэтому глубоко продуманный, хорошо отобранный учебный материал, который будет новым, неизвестным, поражающим воображение учащихся, заставляющий их удивляться, а также обязательно содержащий новые достижения науки, научные поиски и открытия явится важнейшим звеном формирования интереса к учению.

Познавая мир, исследуя его, ребенок делает массу открытий и изобретений, проявляя интерес к разным областям окружающей действительности.

Среди характерных черт познавательного интереса младших школьников особую значимость для нас приобретает такая черта, как действенность, выражающаяся в активной деятельности ребенка, направленной на ознакомление с предметами и явлениями социальной действительности, в преодолении трудностей и проявлении волевых усилий для достижения цели.

Содержанием познавательных интересов могут быть разные области окружающей действительности, в том числе и мир неживой природы. Познавательный интерес младших школьников обогащает процесс общения. Интенсивное протекание деятельности, увлеченность в обсуждении актуальных проблем, приобретение широкой информации друг от друга – все способствует и эффективности учения, и социальным связям младших школьников, воспитанию и укреплению коллективных устремлений. В психолого-педагогической литературе интересы младших школьников характеризуются как интересы с сильно выраженным эмоциональным отношением, что особенно ярко, эффектно раскрыто в содержании знаний. Интерес к впечатляющим фактам, к природе, наблюдение с помощью учителя над словом, интерес к превращению языковых форм позволяют говорить о многосторонних интересах школьников. В то же время практические действия с растениями, живущими за пределами занятий, расширяют сферу их интересов к окружающему миру и заставляют постепенно всматриваться в причины наблюдаемых явлений.

Какие формы обучения практического характера можно предложить в дополнение к рассказу учителя? В первую очередь, конечно, это наблюдение учениками демонстрации опытов, проводимых учителем в классе при объяснении нового материала или при повторении пройденного. Так же можно предложить опыты, проводимые самими учащимися в классе во время уроков. Это опыты, проводимые учащимися при ответах; опыты, проводимые учащимися вне школы по домашним заданиям учителя; наблюдения кратковременных и длительных явлений природы, проводимые учащимися дома.

При проведении демонстрационного опыта в классе сразу время, отводимое на опыт, ограничивается продолжительностью урока, а на самом деле ещё меньше. При этом основную деятельность выполняет учитель или один-два ученика. Остальные только наблюдают за проведением опыта. Часто после урока, на котором проводилась демонстрация, к столу учителя подходит много детей, желающих потрогать стакан с водой на ощупь, чтобы определить его температуру и так далее. Это всё показывает то, что многие дети хотят ставить опыты, им это интересно. Дети сами дают подсказку о том, что они не прочь поэкспериментировать сами, посмотреть те явления, о которых рассказывал учитель в теории, на практике.

Существуют практические работы, в которых учащимся, как правило, разделённым на группы по несколько человек, предлагается самим провести некоторые опыты. Тут возникает сложность: не всегда в школьном кабинете есть достаточное количество приборов и оборудования для проведения таких работ. Да и от ограничения по времени никуда не денешься. А если у одной из групп что-то не получается, тогда они начинают просить о помощи учителя, отвлекая других от выполнения работы.

А что будет, если учитель предложит ученикам выполнить опыт или провести наблюдение вне школы, то есть дома или на улице. Опыты, задаваемые на дом, должны не требовать применения каких-либо приборов и существенных материальных затрат. Это должны быть опыты с водой, воздухом, с предметами, которые есть в каждом доме. Кто-то может усомниться в научной ценности таких опытов, конечно, она там минимальна. Но разве плохо, если ребенок сам может проверить открытый за много лет до него закон или явление? Для человечества пользы никакой, но какова она для ребенка! Опыт – задание творческое, делая что-либо самостоятельно, ученик, хочет он этого или нет, а задумается: как проще провести опыт, где встречался он с подобным явлением на практике, где еще может быть полезно данное явление.

Что необходимо ребенку, чтобы провести опыт дома? В первую очередь, наверное, это достаточно подробное описание опыта, с указанием необходимых предметов, где в доступной для ребенка форме сказано, что надо делать, на что обратить внимание. Следовательно, если учитель предлагает ученикам проделать что-либо дома, то он обязан дать им подробный инструктаж, ознакомить с техникой безопасности.

Самостоятельная работа учащихся, а именно, проведение опытов в домашних условиях играет огромную роль в развитии познавательного интереса к окружающему миру. Ещё Покровский в своей книге «Опыты и наблюдения в домашних заданиях по физике» писал, что самостоятельные работы учащихся при выполнении различных упражнений являются необходимым этапом усвоения учащимися знаний, развития их мышления, творческих способностей, формирования и развития умений и навыков. Проведение опытов и наблюдений в домашних условиях является прекрасным дополнением ко всем видам классных практических работ. Покровский пишет о том, что учителя должны планировать свою работу так, чтобы прохождение каждой темы, каждого узлового вопроса было обеспечено сочетанием работ теоретических и практических. Ни одна тема не должна быть пройдена чисто теоретически, как ни одна работа не должна быть проделана без освещения ее научной теории. Умелое сочетание теории с практикой и практики с теорией даст нужный воспитательный и образовательный эффект и обеспечит выполнение требований, которые предъявляет нам педагогика. Основное орудие обучения естествознанию (ее практической части) в школе- демонстрационный и лабораторный эксперимент, с которым учащийся должен иметь дело в классе при объяснениях учителя, на лабораторных работах и в домашних условиях.

Без эксперимента нет и не может быть рационального обучения естествознанию; одно словесное обучение неизбежно приводит к формализму и механическому заучиванию. Первые мысли учителя должны быть направлены на то, чтобы учащийся видел опыт и проделывал его сам, видел прибор в руках преподавателя и держал его в своих собственных руках. Однако если учащиеся будут проделывать различные опыты и наблюдать за демонстрацией опытов, выполняемых учителем, но не будут слышать продуманных ярких рассказов преподавателя, не будут читать учебника и знакомиться с литературой, то такую работу учителя еще нельзя назвать удовлетворительной.

Рассказ учителя о физических законах и явлениях – это фундамент, закладывающий основу образования учащегося, введение ко всей его теоретической и практической учебе. Естественно поэтому рассказ учителя должен быть доходчивым, простым, точным и выразительным, ярким и красочным.

Если рассказ преподавателя является введением в теоретическое и практическое обучение естествознанию, то основой практического обучения являются: демонстрация опытов учителем и фронтальные лабораторные работы. Для того, чтобы понять какое место среди практических форм обучения занимают домашние опыты и эксперименты рассмотрим вкратце эти вышеперечисленные формы обучения.

Демонстрационный эксперимент является одной из составляющих учебного эксперимента и представляет собой воспроизведение физических явлений учителем на демонстрационном столе с помощью специальных приборов. Он относится к иллюстративным эмпирическим методам обучения. Значение демонстрационного физического эксперимента заключается в том, что:

- учащиеся знакомятся с экспериментальным методом познания в окружающем мире, с ролью эксперимента в исследованиях (в итоге у них формируется научное мировоззрение);

- у учащихся формируются некоторые экспериментальные умения: наблюдать явления, выдвигать гипотезы, планировать эксперимент, анализировать результаты, делать выводы и т.п.

Демонстрационный эксперимент, являясь средством наглядности, способствует организации восприятия учащимися учебного материала, его пониманию и запоминанию; способствует повышению интереса к изучению окружающего мира и созданию мотивации учения.

При обучении естествознанию в начальной школе экспериментальные умения формируются при выполнении самостоятельных лабораторных работ. Лабораторные занятия вызывают у учащихся очень большой интерес, что вполне естественно, так как при этом происходит познание учеником окружающего мира на основе собственного опыта и собственных ощущений.

Значение лабораторных занятий по окружающему миру заключается в том, что у учащихся формируются представления о роли и месте эксперимента в познании. При выполнении опытов у учащихся формируются экспериментальные умения, которые включают в себя как интеллектуальные умения, так и практические. К первой группе относятся умения: определять цель эксперимента, выдвигать гипотезы, подбирать приборы, планировать эксперимент, вычислять погрешности, анализировать результаты, оформлять отчет о проделанной работе. Ко второй группе относятся умения: собирать экспериментальную установку, наблюдать, измерять, экспериментировать.

Кроме того, значение лабораторного эксперимента заключается в том, что при его выполнении у учащихся вырабатываются такие важные личностные качества, как аккуратность в работе приборами; соблюдение чистоты и порядка на рабочем месте, в записях, которые делаются во время эксперимента, организованность, настойчивость в получении результата. У них формируется определенная культура умственного и физического труда.

Домашние лабораторные работы – простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.

Главные задачи экспериментальных работ этого вида:

- формирование умения наблюдать явления в природе и в быту;

- формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;

- формирование интереса к эксперименту;

- формирование самостоятельности и активности.

Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования:

- работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.);

- работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы и т.др.);

- работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью.

В своей книге С.Ф. Покровский показал, что домашние опыты и наблюдения, проводимые самими учащимися: 1) дают возможность расширить область связи теории с практикой; 2) развивают у учащихся интерес к науке и технике; 3) будят творческую мысль и развивают способность к изобретательству; 4) приучают учащихся к самостоятельной исследовательской работе; 5) вырабатывают у них ценные качества: наблюдательность, внимание, настойчивость и аккуратность; 6) дополняют классные лабораторные работы тем материалом, который никак не может быть выполнен в классе (ряд длительных наблюдений, наблюдение природных явлений и прочее); 7) приучают учащихся к сознательному, целесообразному труду.

Домашние опыты и наблюдения имеют свои характерные особенности, являясь чрезвычайно полезным дополнением к классным и вообще школьным практическим работам.

Для организации домашней экспериментальной работы учащихся можно использовать так называемую мини-лабораторию, в которую входят многие предметы домашнего обихода (бутылочки, стаканчики, резинки, пипетки, линейки и т.п.). Это доступно практически каждому школьнику.

Поэтому наряду с обычными домашними заданиями – изучением текста учебника, выучиванием правил, законов, решением задач и упражнений – необходимо, чтобы учащиеся выполняли задания практического характера: наблюдение явлений в природе, выполнение качественных опытов, измерений.

В учебниках «Окружающий мир» (автор О.Т. Поглазова) и в рабочих тетрадях учащимся после изучения отдельных тем предлагаются экспериментальные задания для наблюдений, которые можно выполнить в домашних условиях, объяснить их результаты, составить краткий отчет о работе...

Систематическое выполнение учащимися экспериментальных лабораторных работ способствует более осознанному и конкретному восприятию изучаемого на уроке материала, повышает интерес к естествознанию, развивает любознательность, прививает ценные практические умения и навыки. Эти задания являются эффективным средством повышения самостоятельности и инициативы учащихся, что благоприятно сказывается на всей их учебной деятельности.

Какие еще плюсы у домашних экспериментов по сравнению с опытами и лабораторными, проводимыми в классе? Как уже говорилось, это менее жесткое ограничение по времени. Так же дети дома чувствуют себя более комфортно, чем на лабораторных занятиях в школе, где многие дети могут пребывать в стрессовом состоянии, что может отрицательно влиять на продуктивность выполнения работы. При выполнении задания дома школьники полностью самостоятельно выполняют задание, занимаются творческой деятельностью, что благоприятно сказывается на их развитии. О том, что домашние опыты полезно использовать учителю в процессе обучения школьников сказано достаточно много. Теперь посмотрим, что же представляют собой эти опыты и как с ними можно работать учителю.

Требования, предъявляемые к домашним экспериментам. Прежде всего, это, конечно, безопасность. Так как опыт проводится учеником дома самостоятельно, без непосредственного контроля учителя, то в опыте не должно быть никаких химических веществ и предметов, имеющих угрозу для здоровья ребенка и его домашнего окружения. Опыт не должен требовать от ученика каких-либо существенных материальных затрат, при проведении опыта должны использоваться предметы и вещества, которые есть практически в каждом доме: посуда, банки, бутылки, вода, соль и так далее. Выполняемый дома школьниками эксперимент должен быть простым по выполнению и оборудованию, но, в то же время, являться ценным в деле изучения и понимания естествознания в детском возрасте, быть интересным по содержанию. Так как учитель не имеет возможности непосредственно контролировать выполняемый учащимися дома опыт, то результаты опыта должны быть соответствующим образом оформлены (примерно так, как это делается при выполнении фронтальных лабораторных работ). Результаты опыта, проведенного учениками дома, следует обязательно обсудить и проанализировать на уроке. Работы учащихся не должны быть слепым подражанием установившимся шаблонам, они должны заключать в себе широчайшее проявление собственной инициативы, творчества, исканий нового. На основе вышесказанного кратко сформулируем предъявляемые к домашним экспериментальным заданиям требования:

- безопасность при проведении;

- минимальные материальные затраты;

- простота выполнения;

- иметь ценность в изучении и понимании естествознания;

- легкость последующего контроля учителем;

- наличие творческой окраски.

Таким требованиям должны соответствовать опыты, предлагаемые учителем школьникам для самостоятельного проведения в домашних условиях. Далее рассмотрим, как домашние опыты и наблюдения учитель может применять в процессе обучения школьников окружающему миру.