§ 6. Интеллектуальное развитие учащихся средствами демонстрационного эксперимента

Учебная деятельность, направленная на усвоение знаний, имеет важное значение для формирования личности ученика, его интеллектуального развития.

Необходимым условием успешности обучения является сосредоточенность ученика. Нередко недопонимание, плохое запоминание объясняются не плохой сообразительностью, не плохой памятью, а недостатками внимания.

В психологии под вниманием понимают направленность и сосредоточенность сознания человека на определенном объекте при одновременном отвлечении от всех других.

Несколько факторов играют существенную роль в привлечении внимания. Прежде всего - характер раздражителя. Он должен быть достаточно сильным. Фактор новизны пробуждает ориентировочный рефлекс.

Демонстрационный эксперимент в преподавании физики вызывает включение всех факторов привлечения внимания.

Школьный курс физики относится к числу немногих школьных предметов, в преподавании которых используется демонстрационный эксперимент. Поэтому после уроков, на которых преобладающими методами обучения являются словесные, сопровождаемые слуховыми или графическими наглядными пособиями (грамзаписи, географические карты, таблицы, рисунки и т.д.), демонстрация опытов является сильным раздражителем, привлекающим внимание и сравнительной новизной, и своей эффектностью.

Значительная часть учащихся, особенно мальчиков, имеет рано пробудившийся интерес к технике вообще. Поэтому появление на демонстрационном столе любых технических устройств в виде приборов демонстрационного эксперимента привлекает их внимание. И наконец, демонстрационный эксперимент имеет определенную структуру, соответствующую цели и содержанию урока.

Новизна, непосредственный интерес и эмоциональная привлекательность вызывают прежде всего непроизвольное внимание. Но в силу того, что виды внимания (непроизвольное, послепроиз-вольное и произвольное) взаимосвязаны и могут переходить друг в друга, поддерживая познавательный интерес учащихся, можно перевести непроизвольное внимание в произвольное.

В свою очередь, непроизвольное внимание вызывает непроизвольное запоминание. Каждый учитель хорошо знает, что при проверке домашнего задания ученик, отвечая на поставленный вопрос, начинает с описания опыта, который он видел на предыдущем уроке. Зрительные образы демонстрационных опытов сохраняются в памяти и выполняют функцию ориентиров, опор, на основании которых восстанавливается остальная часть изученного учебного материала.

Психологи отмечают, что сложный зрительный материал запоминается лучше, чем его описание. Поэтому демонстрация опытов запечатлевается памятью учащихся значительно лучше, чем рассказ учителя о физических опытах.

Однако ученики, вспоминая демонстрационные опыты, вносят в свое описание изменения, которые обусловлены не только забыванием некоторых деталей, но и преобразованием описания в форму, более легкую для понимания. Вспоминая, ученики выделяют детали опытов, которые представляются им наиболее значимыми и интересными. Все это свидетельствует о том, что припоминание является не простым воспроизведением, а конструктивным процессом.

Таким образом, демонстрация опытов развивает внимание и память учащихся на стадии эмпирического познания изучаемых явлений и закономерностей. При переходе к изучению сущности явлений природы демонстрационный эксперимент временно уступает свои позиции словесным методам обучения и другим средствам наглядности. И здесь необходимо сказать о роли рисунков, которыми учитель сопровождает демонстрационные опыты.

Даже непосредственный показ такого, казалось бы, простого явления, как механическое движение, сопровождается восприятием учащимися не только самого явления, но и множества мельчайших подробностей (форма, размеры, цвет, число колес тележки и т. д.). Для того чтобы проникнуть в сущность явления, необходимо отрешиться, абстрагироваться от всего второстепенного, несущественного. Вот здесь и приходит на помощь рисунок.

Рис. 3

Рис. 4

На первых порах дается обобщенное изображение тележки (рис. 3), которое в дальнейших зарисовках может замениться изображением абстрактного тела (рис. 4). Тем самым рисунок помогает сознанию учащегося перейти от рассмотрения механического движения конкретной тележки к рассмотрению механического движения во всем его многообразии. И чем сложнее форма движения, тем значимее роль рисунка в демонстрационном эксперименте.

Рис. 5

Рис. 6

На рисунке 5 приведена фотография демонстрационной установки для показа измерения мощности электрической лампы. На рисунке 6 - упрощенное изображение той же установки, а на рисунке 7 - принципиальная схема электрической цепи. Здесь мы видим постепенный переход от чувственно-конкретного к абстрактному. На фотографии (а следовательно, и в демонстрационном эксперименте) представлены предметы, зрительно наблюдаемые с натуры. Рисунок еще сохраняет геометрическое подобие предметов, составляющих электрическую цепь. Электрическая схема уже не схожа с обликом демонстрируемой установки, вместо предметов их условное обозначение. Степень абстрагирования возрастает настолько, что восходит от абстрактного к конкретному во всем многообразии подобных электрических цепей, применяемых в практике для измерения мощности любых потребителей электрической энергии.

Рис. 7

При этом отношения элементов цепи воспринимаются со схемы даже лучше, чем с "живой" демонстрационной установки. Происходит это потому, что информация о данной электрической цепи на принципиальной схеме претерпела генерализацию - целенаправленный отбор и обобщение.

Различные виды изображений, сопровождающие демонстрационный эксперимент, способствуют формированию пространственных представлений. Если на изображении фиксируется не сам объект, а процессы, происходящие с ним или в нем (например, движение тел под действием силы; электрические цепи, особенно цепи, содержащие переключатели, контакты, и т. д.), то успешное прочтение таких изображений предполагает наличие динамических пространственных представлений, позволяющих за статическими изображениями "видеть" движение, изменение, происходящее субъектом или внутри его под влиянием различного рода воздействий.

Так демонстрационный эксперимент в сочетании с зарисовками на классной доске формирует образное мышление учащихся. Формирование образного мышления - необходимое условие эффективного усвоения знаний. Одновременно это одно из важнейших средств развития личности ученика (его чувств, переживаний, эмоционального отношения к окружающему).

Зарисовки в ходе демонстрации опытов далеко не всегда дают немедленный дидактический эффект. Но, являясь средствбм установления единства абстрактного и конкретного, рисунки и схемы способствуют формированию мышления учащихся, развитию их пространственных представлений, трансформируются в понятия, которые затем воображением могут быть преобразованы и воспроизведены сознанием как конкретные образы идеального.

Все вместе взятое позволяет учителю в процессе преподавания физики не только вести изложение учебного материала с опорой на реальный эксперимент, но и призывать учащихся к проведению мысленного эксперимента в тех случаях, когда оборудование кабинета или особенности изучаемого материала не позволяют провести демонстрацию "живого" опыта.