3.1 Особенности методики изучения темы трудности и способы их устранения.
В связи с тем, что тема логически построена правильно и содержит материал с которым учащиеся сталкиваются в жизни, она не вызывает большой сложности.
Особенности методов преподавания данной темы определяется задачами обучения, учетом возрастных, психических и физиологических способностей учащихся, их общим развитием и общеобразовательной подготовкой.
Все явления данной темы должны раскрываться на эмпирическом уровне. При ее изучении учебный физический эксперимент должен быть основным средством обучения. Опыт должен характеризоваться глубоким содержанием, логической завершенностью, красотой исполнения.
Для большей эффективности учебного процесса рекомендуется учитывать степень важности отдельных вопросов темы при распределении времени на закрепление, объяснение и контроль знаний учащихся, т.е. осуществлять дифференцированный подход к изучению материала. Если вопрос относится к основным, то на нем следует остановиться более детально, а закрепление, повторение и опрос проводится в течение года. Вопросы вспомогательные требуют меньше внимания, знание этих вопросов через некоторое время после изучения можно уже не контролировать.
В процессе формирования изучаемых понятий, явлений и величин, их характеризующих, необходим учет жизненного опыта.
Отсутствие у человека непосредственного чувственного восприятия электрических явлений затрудняет их первоначального изучения, поэтому нужно создавать конкретные образы этих явлений и вскрывать их физическую сущность. Создание же таких образов возможно при применении различных аналогий и сравнений.
В данной теме много абстрактных понятий, а так как у учащихся восьмого класса еще не сформировалось абстрактное мышление, в отличии от учащихся одиннадцатого класса, то изучение этого вопроса усложняется. Происходит формальное усвоение знаний. Для избежания данной проблемы необходимо задавать вопросы по содержанию всех физических величин.
При выборе форм и методов проведения учебных занятий в восьмом классе следует иметь в виду, что учащиеся этого возраста подвижны, любят принимать участия в соревнованиях, не стесняются высказывать свои мысли вслух. Поэтому основным методом ведения урока должна стать поисковая беседа. В одиннадцатом классе эффективней проводить занятия с использованием диалогового общения. При обучении решению задач целесообразно использовать групповую форму работы; чаще практиковать уроки-соревнования, конференции, уроки с игровыми ситуациями; больше решать экспериментальные и качественные задачи, задачи с рисунками. Следует разнообразить и формы контроля знаний и умений учащихся.
3.2 Методика формирований понятий и законов.
Рассмотрим кратко методику преподавания основных вопросов темы.
Электрический заряд - одно из самых сложных для учащихся физических понятий. К нему подводят учащихся на основе опытов по электризации тел. В настоящее время имеется много материалов, с которыми опыты по электризации получаются очень хорошо: стекло, эбонит, плексиглас, капрон, шелк и т.д. В литературе описано много занимательных опытов по электризации тел. Это позволяет дать учащимся домашнее задание экспериментального характера, которые они обычно с удовольствием выполняют.
Изучение электризации тел можно начать с рассказа о том, что еще в глубокой древности было открыто свойство янтаря притягивать мелкие предметы после натирания его шерстью. Далее учитель ставит и последовательно ищет с помощью эксперимента ответы на следующие вопросы:
1) Только ли янтарь при натирании шерстью электризуется?
2) Обязательно ли тела тереть друг о друга?
3) Обязательно ли натирать тела шерстью?
4) Электризуется оба или одно из соприкасающихся тел?
5) Отличаются ли друг от друга заряды, полученные на телах, сделанных из разных веществ?
6) Зависит ли род заряда, полученного на данном теле, от вещества, из которого состоит тело, соприкасающееся с данным?
7) Как взаимодействуют тела, имеющие заряды одинакового (противоположенного) знака.
Изучение явления электризации должно привести к формированию у школьников твердых убеждений в том, что электрический заряд всегда связан с материальным носителем – телом, частицей и, с одной стороны, характеризует свойство материальных носителей "притягивать к себе другие тела", а с другой стороны – является качественной мерой этого взаимодействия.
Электрическое поле. Современные представления о взаимодействии наэлектризованных тел опирается, как известно, на представления о неразрывной связи заряженной частицы с электромагнитным полем. Поэтому программой предусмотрено вслед за введением понятия "электрический заряд" ввести понятие "электрическое поле".
Понятие электрического поля вводят, как и понятие заряда, без определения. Ссылаясь на работу Фарадея и Максвелла, учитель утверждает, что в пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле. Взаимодействие между заряженными телами осуществляется посредством электрического поля, которое с помощью наших органов чувств непосредственно не воспринимается, о его существовании судят по измерению положения или скорости движения внесенного в него другого заряженного тела. Чтобы учащиеся привыкли "видеть" вокруг каждого заряженного тела электрическое поле, необходимо ставить перед ними вопросы такого типа: "Какие измерения произойдут с телом и в окружающем его пространстве, если металлический шар, потереть мехом? Если прикоснуться к металлическому шару заряженной палочкой?" и т.п. Важно научить ребят определять заряжено данное тело или нет по наличию (или отсутствию) вблизи него электрического поля. Учащиеся должны знать, что для ответа на этот вопрос нужно располагать вблизи исследуемого тела другое заряженное тело, способное легко изменить свое положение под действием малой электрической силы (например, металлическую гильзу, подвешенную на шелковой нити). Если это тело изменило свое положение, значит, на него подействовало электрическое поле и, следовательно, исследуемое тело имеет электрический заряд.
Электрон. Строение атома. Чтобы рассмотреть строение атомов, необходимо ввести понятие об электроне. Сделать это непросто, ведь электрон не воспринимается органами чувств. Авторы учебника А.В. Перышкин и Н. А. Родина вводят понятие электрона не догматически, предлагают действовать по аналогии с введением понятия молекулы. Для этого восьмиклассникам показывают, что электрический заряд делим. Можно получить 1/29, 1/49, 1/89 и т.д. Очевидно, существует предел делимости электрического заряда – заряженная частица, имеющая наименьший в природе электрический заряд. Подобно тому, как существование наименьшей частицы данного вещества в этой логике рассуждений кажется школьникам вполне существенным, так и существование электрона - частицы с наименьшим электрическим зарядом – воспринимаются ими как факт, не требующий специальных доказательств. Поэтому дальше можно сказать: действительно с помощью очень тонких экспериментов, позволивших измерить малые изменения электрического заряда, такая частица была обнаружена. Эту частицу назвали электроном.
Теперь можно обратить внимание школьников на то, что имеющиеся у них знания об электрических явлениях, позволяют получить новые сведения о строении вещества. Действительно, они знают, что тела, состоящие из разных веществ, могут быть наэлектризованы, т.е. могут приобрести электрический заряд – заряд электрона. Следовательно, заряд любого тела связан с зарядом электрона, а, следовательно, электроны должны быть в любом теле. Но все тела состоят из атомов и молекул. Значит, электроны должны быть внутри атомов. Целесообразно продолжить рассуждения об атоме: если электроны находятся внутри атома, то внутри атома должны находится и положительно заряженные частицы, суммарный заряд которых равен суммарному заряду электронов, т.к. атом в обычных условиях нейтрален. Следовательно, опыт должен иметь цель – определить, как расположены внутри атома положительные и отрицательные заряды. Сделать это можно единственным образом – обстреливая атомы заряженными частицами и наблюдая за изменением направления их движения вследствие взаимодействия этих частиц с заряженными частицами атома. Далее следует сказать, что такой опыт был проделан Э. Резерфордом. Опыт ученного показал, что положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объеме, а электроны расположены на большом расстоянии от положительного заряда атома. По результатам опыта Э. Резерфорд построил модель атома, в котором атом по своему строению напоминает нашу Солнечную систему. Подобно тому, как планеты, притягиваясь к Солнцу, движутся вокруг него, так и электроны в атоме движутся вокруг положительно заряженного ядра, удерживаемые силами притяжения к нему.
При рассмотрении ядерной модели атома важно создать у учащихся правильное представление о соотношении размеров ядра, электронов и атома в целом. Для этого целесообразно прибегнуть к приему сравнения, подобно тому, как это было сделано при оценке размеров молекул: если бы весь атом увеличился так, что ядро приняло размеры десятикопеечной монеты, то расстояние между ядром и электроном стало бы равно километру.
Для формирования представлений о строении атомов весьма важную роль играет самостоятельная работа учащихся по изготовлению пластилиновых моделей атомов различных химических элементов. Учащиеся должны привыкнуть к тому, что порядковый номер химического элемента в периодической таблице Менделеева характеризует заряд ядра атома и соответственно число электронов в этом атоме. Они должны научится быстро отвечать на вопросы типа: сколько электронов содержит атом водорода, кислорода, урана и т.д.? Для моделирования строения атомов необходимо рассказать, что ближайшая к ядру электронная оболочка может содержать не больше восьми, а затем предложить школьникам вылепить из цветного пластилина модели атомов водорода, гелия, лития, бериллия, бора с учетом правил заполнения электронных оболочек и строения ядра. На этих моделях легко показать, как образуется положительные и отрицательные ионы. Вслед за изготовлением пластилиновых моделей следует потренироваться в графическом изображении моделей строения атомов и ядер различных химических элементов.