Метод фронтальных лабораторных работ на практике реализуется через различные методические приемы, которые по характеру деятельности учителя и учащихся разделяют на репродуктивные, иллюстративные, частично-поисковые, или эвристические.
Репродуктивный прием предусматривает воспроизводящую деятельность учащихся по образцу действий учителя, которому принадлежит основная роль. Он организует и направляет всю работу учащихся: проводит подготовку оборудования, объясняет и показывает способ выполнения работы, дает четкие и ясные задания и пояснения, своевременно оказывает помощь слабым учащимся, обобщает полученные результаты работы, контролирует и оценивает их знания и умения. Репродуктивный прием выполнения лабораторных работ особенно эффективен при отработке экспериментальных умений, так как их формирование требует многократных действий по образцу, а также в тех случаях, когда содержание лабораторных работ носит преимущественно информационный характер, представляет собой описание способов практических действий, является весьма сложным или совершенно новым для учащихся. Репродуктивный прием не способствует развитию мышления учащихся. И частое его применение приводит к формализму их знаний и умений. Все это требует применения и других приемов, обеспечивающих активную поисковую деятельность учащихся.
Иллюстративный прием выполнения лабораторных работ – это такой прием, когда работа сопровождает объяснение учителя, иллюстрирует его. При этом приеме значительную роль играет воспроизводящая деятельность учащихся. Деятельность учителя же сводится к устному руководству выполнения работ, показу отдельных образцов действий учащихся. Иллюстративным приемом часто выполняют такие работы, на которых отдельные элементы фронтального оборудования применяются в качестве раздаточного материала, т. е. выдаются учащимся на руки и служат наглядным пособием для каждого звена во время объяснения преподавателя. Иллюстративно выполняют лабораторные работы и после изучения учебного материала с целью проверки, подтверждения, иллюстрации уже известных учащимся явлений и закономерностей. В этом случае учащимся известны не только тема и цель работы, но и ее конечный результат. При этом их деятельность сводится к наблюдению физических явлений, измерению физических величин, проверке различных закономерностей в ходе которых они совершенствуют свои знания и экспериментальные умения, а деятельность учителя – к руководству познавательным процессом: проверке готовности класса. указанию цели работы и способа ее выполнения, выдаче дополнительных заданий для более сильных учащихся, различному инструктажу учащихся и оказанию им необходимой помощи. Устное руководство может быть заменено письменной инструкцией. Эффективность такого приема в значительной степени определяется предварительной подготовкой учащихся. В практике школ иллюстративный прием выполнения лабораторных работ получил наиболее широкое распространение. Это можно объяснить тем, что такой прием позволяет в сжатые сроки, рациональным способом сформировать у учащихся необходимые знания и экспериментальные умения. Однако в этом случае лабораторный эксперимент не является источником новых знаний для учащихся, а служит иллюстрацией к уже известным явлениям и закономерностям. Выполнение работ по подробным инструкциям приводит к формированию знаний и экспериментальных умений на уровне воспроизведения.
Частично поисковый (эвристический) прием выполнения лабораторных работ характеризуется более активной познавательной деятельностью учащихся, когда им дается только тема работы и план ее выполнения, а результат ее не известен: они должны получить его самостоятельно. При этом учитель руководит практическими действиями учащихся, направляет их мыслительную деятельность на анализ полученных из опыта результатов и на формирование нового, ранее неизвестного знания. Эвристический прием позволяет органически включать лабораторные работы в процесс изложения нового учебного материала учителем как источник новых знаний, полученных учащимися в результате самостоятельного эксперимента. Эвристическим приемом могут выполняться работы по наблюдению явлений, измерению величин, выяснению количественных зависимостей между величинами. Урок с лабораторной работой, выполняемой эвристическим приемом, можно строить по – разному, в зависимости от цели урока и содержания работы. Наиболее распространенная схема такого урока содержит четыре этапа:
1. Изложение нового материала, когда вводятся новые понятия, величины, демонстрируется изучаемое явление
2. Эвристическая беседа, в процессе которой определяется тема и цель работы и намечаются пути ее выполнения
3. Выполнение работы (наблюдений, измерений, опытов), на основе которой учащиеся устанавливают новые взаимосвязи и закономерности
4. Заключительная беседа. посвященная анализу полученных результатов
При выполнении лабораторной работы по письменному руководству этапы работы определяются пунктами инструкции. Эвристическим приемом можно выполнять лабораторные работы лишь в тех случаях, когда у учащихся уже сформированы необходимые экспериментальные умения. Например, при выполнении лабораторных работ по электричеству учащиеся должны уметь собирать электрические цепи, обращаться с измерительными приборами и т. д.
Исследовательский прием выполнения лабораторных работ характеризуется наибольшей познавательной самостоятельностью учащихся, когда они получают от учителя только тему работы, а пути ее выполнения разрабатывают сами и самостоятельно проводят измерения, обрабатывают результаты и делают выводы. Функция учителя в этом случае заключается лишь в контроле за действиями учащихся. При этом возможен коллективный поиск поставленной задачи. Например, при выполнении в XI классе лабораторной работы "Наблюдение и интерференции и дифракции света" учитель вначале предлагает учащимся высказать свои соображения о возможных способах наблюдений указанных явлений. Учащиеся обычно предлагают несколько вариантов выполнения работы, которые коллективно выполняются. Исследовательский прием применяют с целью развития у учащихся творческой познавательной деятельности в приобретении знаний. Такой прием обычно эффективен в тех случаях, когда содержание лабораторных работ направлено на формирование понятий, законов или основных положений теории, а не на сообщение фактических знаний; когда содержание работ не слишком легкое, не слишком трудное, а логически продолжает ранее изученное; когда работы требуют от учащихся таких действий, которые лишь немного превосходят по трудности уже сформированные умения.
Лабораторные работы, выполняемые исследовательским приемом, вначале дают учащимся в виде небольших экспериментальных задач-проблем. После приобретения определенных умений выполнять такие работы ученикам предлагают последовательно усложняющиеся задания. Иногда предлагают одно общее, обязательное для всех учеников задание и два-три дополнительных. Некоторые задания (обычно первые по порядку) могут быть и не творческими. Они имеют цель закрепить и отработать ранее изученный материал.
В тех случаях, когда нужно охватить исследованием возможно больший объем материала в сравнительно короткое время, лабораторные работы можно проводить в форме дифференцированных заданий. При этом класс делят на две или три группы (например, по рядам столов в классе) и каждая группа выполняет только одно задание. По окончании работы поочередно обсуждают результаты, полученные каждой из групп, подводят общий итог.
Исследовательским приемом можно выполнить работы до изучения, во время изучения и после изучения нового материала.
Исследовательский прием выполнения лабораторных работ используют также для активного повторения и закрепления учебного материала. В таких случаях могут быть работы двух типов:
1) работы, целью которых является закрепление только что проведенного материала (например, отдельных вопросов темы урока),
2) работы обобщающего характера, предусматривающие обработку наиболее важных вопросов целой темы курса физики или значительной ее части
В первом случае продолжительность работ обычно невелика (от 10 до 20 минут), и проводят их, как правило, в процессе урока, на котором рассматривается соответствующий учебный материал. Чаще всего это могут быть кратковременные лабораторные работы.
Лабораторные работы обобщающего характера предусматривают повторение целой темы или значительной ее части, поэтому они рассчитаны на весь урок.
Исследовательский прием выполнения обобщающих лабораторных работ является эффективным средством итогового повторения учебного материала с целью подготовки учащихся к выпускным экзаменам.
Успех выполнения лабораторных работ по описываемой методике зависит от двух обстоятельств:
1) учащиеся должны хорошо знать тот теоретический материал, который будет использоваться при выполнении данной лабораторной работы,
2) учащиеся должны хорошо владеть необходимыми экспериментальными умениями и навыками
Поэтому перед выполнением лабораторных работ исследовательским приемом следует проверить (если нужно, восстановить) знание теории и сформированность необходимых экспериментальных умений.
Эта подготовительная работа может проводиться в различных формах: повторение теоретического материала, решение соответствующих задач (иногда достаточно обсудить только общую идею решения), анализ демонстрационных опытов, помогающих учащимся лучше подготовиться к лабораторной работе, проведение кратковременных экспериментальных заданий. При этом учащиеся должны быть предупреждены о том для чего проводиться вся эта работа. В заключение отметим, что систематическое выполнение лабораторных работ исследовательским приемом, как показал опыт, значительно повышает уровень знаний и экспериментальных умений учащихся, успешно развивает их познавательную самостоятельность, их творческое мышления. Однако исследовательский прием имеет и ряд слабых сторон: большое время выполнения работы; недостаточная эффективность при формировании начальных экспериментальных умений, показ и подражание имеют большое значение; слабая эффективность при выполнении сложных работ, где крайне необходима помощь учителя.