§ 3. Демонстрационный эксперимент как источник знаний учащихся

Все содержание школьного курса физики, образующего систему знаний основ этой науки, состоит из ознакомления учащихся с физическими явлениями; физическими понятиями, представляющими собой краткую форму выражения наиболее существенных признаков явлений или класса явлений; закономерностями связей между физическими явлениями природы (законами физики); физическими величинами, отображающими меру связей между физическими явлениями; физическими теориями, представляющими собой систему законов, относящихся к тому или иному разделу физики.

Задачи воспитания и развития подрастающего поколения в процессе обучения требуют включения в содержание школьного курса физики такого материала и такого способа его изложения, которые позволили бы осуществить формирование материалистического мировоззрения, эстетическое, идейно-политическое и нравственное воспитание учащихся, развитие их интеллекта на уроках физики.

Задача политехнического образования требует ознакомления учащихся с практическими применениями изученных явлений и закономерностей в быту, технике и в производственных процессах. В решении этих многочисленных задач, стоящих перед школьным курсом физики, в значительной мере могут быть использованы возможности демонстрационного эксперимента.

Демонстрационный эксперимент в процессе сообщения новых знаний может быть использован для показа физических явлений, формирования физических понятий, показа связей между изученными явлениями и возможных путей использования явлений и закономерностей в современной технике.

Через содержание демонстрационного эксперимента и методику демонстрирования могут решаться некоторые аспекты воспитания и развития учащихся.

Особенно существенна роль демонстрационного эксперимента в развитии у учащихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов, предвидеть ход течения наблюдаемого процесса и т. д.

Но сейчас мы остановимся лишь на использовании демонстрационного эксперимента в формировании новых знаний.

Как бы ни был интересен физический опыт с точки зрения яркости, выразительности демонстрируемого явления, как бы ни казался он важным для правильного понимания физики, каким бы ни был он значительным в построении современного здания науки физики, он будет не более чем забавным, развлекательным, если окажется вырванным или искусственно приложенным к контексту изложения учебного материала.

В тех случаях, когда содержание и последовательность демонстрируемых опытов определены содержанием и последовательностью изложения изучаемого материала, мы имеем не набор демонстрационных опытов, не пассивные иллюстрации к слову учителя, а систему обучающего демонстрационного эксперимента.

Поэтому приведенная в разделе II система обучающего демонстрационного эксперимента может быть использована только в процессе изложения учебного материала по данному конкретному учебнику. Если же учебный материал излагается по другому учебнику, то система обучающего демонстрационного эксперимента должна быть приведена в соответствие с характером, содержанием и последовательностью изложения учебного материала в этом другом учебнике.

Это положение в методике демонстрационного эксперимента является настолько важным, что может быть определено как принцип соответствия содержания демонстрационного эксперимента содержанию учебного материала.

В разделе II описание демонстрируемых опытов дано безотносительно к оборудованию школьного физического кабинета (нет перечня используемого оборудования, приспособлений, материалов), не указаны способы показа, обеспечивающие хорошую наблюдаемость учащимися демонстрационной установки и ее основных деталей, и многое другое, что обеспечивает успешность демонстрируемых опытов. Поэтому такую систему демонстрационного эксперимента можно назвать идеализированной, желательной для целей преподавания курса физики.

Идеализированная система демонстрационного эксперимента определяет, что надо показать ученикам.

Как показать, какие материальные средства для этого потребуются, каким образом преодолеть возникающие при этом затруднения - все это сфера забот техники и технологии демонстрационного эксперимента. Как свидетельствует практика развития школьного демонстрационного эксперимента, четкое осознание целей всегда приводит к нахождению путей достижения этих целей. Например, когда развитие техники полупроводников открыло им широкое применение и перед школой возникла задача ознакомления учащихся с электрическими свойствами полупроводников, был разработан набор деталей, позволивший убедительно показать в демонстрационном эксперименте все основные свойства полупроводников и многие их практические применения.

Поэтому первоочередной является задача разработки системы обучающего демонстрационного эксперимента, максимально использующей возможности этого метода обучения для сообщения учащимся знаний по физике.

Разумеется, при разработке идеализированной системы демонстрационного эксперимента все же следует учитывать возможности школьных физических кабинетов и хотя бы предполагать возможность решения возникающих проблем техники и технологии.

Поэтому вторым исходным положением демонстрационного эксперимента следует назвать принцип возможности осуществления демонстрационного опыта в школьных условиях.

Факторов, определяющих возможность осуществления демонстрационного опыта, несколько.

1. Прежде всего, постановка демонстрационного опыта должна быть обеспечена материальными и энергетическими ресурсами школы. А это означает, что необходимые приборы и устройства выпускаются промышленностью или, по крайней мере, недостающие приборы, детали, приспособления могут быть изготовлены на базе школьных учебных мастерских из недефицитных материалов. Энергетические мощности реального физического кабинета в настоящее время позволяют иметь для демонстрации опытов напряжение до 240 В переменного тока и до 80 В постоянного тока и силу тока до 8 А (школьный электрораспределительный шит), давление воздуха до 4*10⁵ Па и разрежение до 13,3 Па (вакуум-насос ротационный).
2. Важным фактором осуществления демонстрационного опыта является возможность обеспечения безопасного демонстрирования.
3. И наконец, доступность восприятия изучаемого явления одновременно всеми учащимися класса определяет возможность постановки того или иного демонстрационного опыта.

Если же на практике реальные трудности, обусловленные особенностями техники и технологии демонстрационного эксперимента, окажутся непреодолимыми, то придется пересмотреть соответствующую часть идеализированной системы демонстрационного эксперимента.

Являясь носителем учебной информации, убедительный своей объективностью, выразительный своей образностью, экономный по затратам учебного времени, впечатляющий, а потому легко запоминающийся, демонстрационный эксперимент активно формирует знания учащихся.