Дослід та його види

А) Суть досліду. Критерії його вибору.

Навчальний дослід – це елементарний навчальний експеримент. Він, як і спостереження, є одним із важливих методів пізнання природи, накопичення чуттєвого досвіду. Інформація, здобута таким шляхом, є основою певних теоретичних висновків, узагальнень, встановлення закономірностей або підтвердження вже засвоєних.

Якщо у процесі спостереження сприймаються тільки зовнішні ознаки й властивості предметів та явищ, то за допомогою дослідів відбувається більш глибоке пізнання. Дослід дає змогу відтворити явище або процес у спеціально створених умовах, простежити за його ходом, побачити ті ознаки, які у природі сприйняти безпосередньо неможливо.

Специфіка досліду, вказує А.В.Усова, полягає в тому, що „він дозволяє отримати явище в „чистому вигляді”, а саме: уникнути впливу побічних факторів. Дозволяє досліджувати його в різних умовах, припиняти дослідний процес на будь-якій стадії і повторювати необхідну кількість разів, вивчати предмет більш ретельно, ділити його на частини, виділяти те, що цікавить. Таким чином досягається глибина дослідження суті явищ і законів природи, підвищується обґрунтованість висновків, які можуть бути зроблені на основі експерименту”.

Необхідність проведення дослідів у початкових класах зумовлена насамперед тим, що діти мають недостатній чуттєвий досвід, а більшість природознавчих уявлень і елементарних понять формується тільки на його основі. Це стосується тієї частини змісту, засвоєння якої іншими методами буде неефективним. Зокрема:

1. Ознак і властивостей об’єктів, які безпосередньо чуттєво не сприймаються. Наприклад, скільки діти не спостерігали б за зразком корисної копалини, вони не зможуть визначити, міцна вона чи крихка, горить чи ні, тоне у воді чи плаває, для цього необхідно її розламати, підпалити, вкинути у воду, тобто довести дослід.

2. Причинно-наслідкових зв’язків між об’єктами та функціональних залежностей між їх величинами. Наприклад, залежність об’єму рідини від нагрівання і охолодження, значення води, тепла, світла, повітря для життя рослин і т. ін. Ці зв’язки і залежності визначаються зіставленням кількісних і якісних характеристик. Так, щоб з’ясувати, яке значення води в житті рослин, проводиться дослід: одну рослину поливають, а іншу – тимчасово ні. Спостереження ведеться за кольором листя, стебла (якісні ознаки), вимірюється висота рослини під час досліду (кількісна ознака), порівнюються відповідні характеристики обох рослин. Відмінність пояснюється відсутністю води, тобто визначається умова росту рослин. За допомогою дослідів визначаються і наслідки, до яких призводить зміна умов існування об’єкта (наприклад, зміна умов життя рослини: кількості світла, тепла, води та ін.), а також причини, тобто умови, за яких виникає відомий наслідок (наприклад, умови перетворення води з одного стану в інший: з рідкого – в твердий, з рідкого – в газоподібний).

Під час навчання досліди необхідні і в тих випадках, коли процес у природі триває довго, і діти не можуть спостерігати за ним від початку до кінця, або виникає потреба в детальному вивченні чи загостренні уваги дітей на частині такого процесу.

Обов’язковим елементом досліду є створення спеціальних умов для проходження явищ, процесів та добір засобів для цілеспрямованої зміни об’єктів або середовища їх існування. Тому виконання дослідів вимагає певного обладнання (приладів і матеріалів).

Б) Структура досліду.

Спочатку розглянемо дослід як метод пізнання, вид пізнавальної діяльності суб’єкта, яка включає такі структурні компоненти:

1. Осмислення власне предметних цілей досліду. Актуалізація знань про об’єкт, з яким проводиться дослід.

2. Планування досліду: а) визначення практичних дій, їх послідовності; б) вибір обладнання (приладів і матеріалів).

3. Виконання досліду: а) виконання практичних дій у необхідній послідовності; б) цілеспрямоване спостереження за об’єктом (змінами, які відбуваються, результатами змін) під час досліду; в) усвідомлення результатів спостереження; г) самоконтроль за процесом досліду.

4. Осмислення результатів досліду: а) узагальнення фактів; б) установлення взаємозв’язків; в) фіксація наслідків досліду (усно, письмово, графічно).

5. Закріплення результатів проведення досліду: знання цілей, власне предметних результатів, способів практичних і перцептивних дій в їх необхідній послідовності, приладів і матеріалів для виконання досліду та відповідних умінь.

Дослід – це складна пізнавальна діяльність. Вона включає розумові, практичні, перцептивні дії, які поєднуються на різних етапах. Щоб глибше зрозуміти суть цієї діяльності та залежність між етапами, зобразимо структуру досліду на схемі.

В) Методика використання досліду

Дослід, як метод навчання, є способом взаємозв’язаної діяльності вчителя і учнів: учитель управляє (організовує, планує, контролює, стимулює, коригує, аналізує й оцінює) діяльністю учнів, спрямовує на вивчення предметів і явищ природи у спеціально створених умовах шляхом зміни об’єктів або умов їх існування (протікання) з використанням відповідних приладів і матеріалів.

Дослід – це складний метод навчання. Адже процесуальний компонент включає три основні види дій: мислительні, практичні, перцептивні.

Слід пам’ятати, що в процесі використання досліду молодші школярі повинні оволодіти не тільки знаннями про предмети і явища природи, їх взаємозв’язки і залежності (власне предметний результат досліду), а й про спосіб його виконання (які практичні дії і в якій послідовності здійснюються), про прилади і матеріали та їх призначення. Отже, об’єктом спостереження, осмислення і запам’ятовування в досліді стають предмети і явища природи та діяльність, спрямована на них. Застосування цих знань, тобто формування відповідних умінь, відбувається під час залучення дітей до виконання дослідів. Такий підхід забезпечує пропедевтичну основу для оволодіння експериментальними уміннями та одним із найважливіших методів пізнання природи – експериментом у середніх і старших класах. Крім того, дослід має велике значення у розвитку і вихованні особистості учня.

Розглянемо загальні підходи до методики використання досліду.

За допомогою цього методу вивчаються окремі логічно завершені частини тем з природознавства, які відповідають критеріям вибору змісту для засвоєння його за допомогою досліду.

Першим етапом є актуалізація знань про об’єкт, з яким проводиться дослід. Об’єкт повинен бути знайомий і доступний для сприймання.

Далі організовується осмислення учнями цілей досліду: з якою метою дослід виконується; що необхідно виявити в об’єкті або з’ясувати про об’єкт. У більшості випадків на уроці проводиться не один, а кілька дослідів, за допомогою яких предмет або явище вивчається різнобічно. Зокрема властивості, склад, умови існування, які характеризуються кількома ознаками чи складовими частинами і т. ін. Виявлення кожної ознаки, частини відбувається в ході конкретного досліду. Наприклад, визначення складу ґрунту передбачає проведення дослідів на виявлення в ньому води, перегною, повітря, глини, піску.

У практичній діяльності досить часто повідомляється тільки загальна ціль всіх дослідів (визначити властивості води; виявити склад ґрунту та ін.), і виконуються вони демонстраційно.

Як показують спостереження, діти не розуміють, що означають терміни „властивість”, „склад” та ін. У кращому разі вони зіставляють їх з ходом конкретного досліду. Загальний висновок вони швидше запам’ятовують, ніж усвідомлюють. Такі знання не можуть бути перенесені в нову ситуацію, тому вчитель повинен у доступній формі пояснити, що означає, приміром, термін „властивість”. (Це ознака. Властивості, тобто різні ознаки, мають всі предмети і явища природи). Обов’язковою є конкретизація таких термінів, яка дає можливість сформулювати конкретні завдання. Так, у темі „Повітря навколо нас” (3(2) клас) учитель повідомляє, що вивчатимуться властивості повітря, тобто його ознаки. (Що означає визначити властивості?) Властивості повітря – це його колір, пружність, рух. (Які властивості має повітря?) Отже, завданням уроку є визначення властивостей повітря: кольору (чи має повітря колір), пружності (чи є повітря пружним) і руху (чи може повітря рухатися). Також необхідно, щоб діти усвідомили, що кожна властивість визначається за допомогою досліду. Якщо визначаються три властивості, то необхідно виконати три досліди. (За допомогою чого вивчаються властивості предметів і явищ природи?.. Скільки дослідів потрібно провести? Чому?).

Етапи виконання досліду мають складну структуру. Закономірності методики їх реалізації визначаються насамперед характером взаємодії учителя і учнів. Дослід виконується школярами під безпосереднім або опосередкованим керівництвом учителя. Під безпосереднім керівництвом відбувається виявлення нових властивостей об’єкта, засвоєння нових способів дій. Самостійне виконання (під опосередкованим керівництвом) можливе тоді, коли діти володіють діями, операціями, що складають діяльність виконання досліду. У таких випадках вони працюють за інструкцією або за аналогією.

Покажемо зміст взаємозв’язаної діяльності учителя та учнів під час виконання досліду.

Діяльність учителя Діяльність учнів

1. Повідомлення знань в усній або 1. Сприймання і усвідомлення

письмовій формі (інструкція усна, знань про способи практичних

на картці або у підручнику) дій і послідовність їх застосуван-

про способи практичних дій і ня в досліді. (Діти слухають або

послідовність їх виконання в читають).

досліді. 2. Сприймання зразка.

2. Показ зразка виконання прак-

тичних дій в необхідній послідовності.

3. Спонукання до активного 3. Виконання практичних дій

сприймання й виконання прак- (осмислення знань, запам’ято-

тичних дій. вування і застосування). Ово-

Здійснюється у вигляді наста- лодіння уміннями, зосереджен-

нови на уважність до конкретної ня уваги.

дії та організацію на успіх са-

мостійного виконання.

4. Контроль і коригування у про- 4. Здійснення самоконтролю і

цесі застосування знань про спо- самокоригування.

соби виконання досліду і засвоєн-

ня відповідних умінь.

Зазначена діяльність учителя і учнів відбувається по-різному і залежить від кількості дій, їх складності, досвіду школярів. Можливе як цілісне повідомлення знань і показ зразка, а відповідно – сприймання і виконання, так і поелементне. У першому випадку учитель повідомляє усно або зачитує з інструкції послідовність виконання досліду, показує зразок, а потім дослід виконують учні. Запам’ятовуються й осмислюються сприйняті знання про способи виконання дій під час коментування вголос практичної діяльності одним учнем і про себе іншими. Контроль за діяльністю всього класу здійснюється учителем під час спостережень за практичними діями школярів. Коригуються неправильні дії насамперед шляхом актуалізації необхідних знань (як треба взяти...; як треба тримати, наливати... і т. ін.) і повторного показу.

Поелементний спосіб полягає у тому, що повідомлення знань і показ зразка відбуваються стосовно кожної дії. Цілісне осмислення і запам’ятовування досліду відбувається після його виконання. (Розкажіть, за допомогою якого досліду можна визначити... Яку властивість визначили за допомогою цього досліду? Назвіть визначену властивість і т. ін.).

Під час виконання дослідів використовується елементарне лабораторне обладнання. Діти повинні оволодіти узагальненими знаннями про нього, тобто повинні розпізнавати й називати лабораторний посуд, деякі прості прилади, знати їхнє призначення та вміти ними користуватися.

Показати обладнання, розказати про його призначення учитель може в позаурочний час, тобто перед виконанням досліду (якщо дослід складний) або під час його проведення. Для закріплення таких знань учням пропонуються завдання: „Яке обладнання потрібне для виконання досліду...? Назвіть лабораторний посуд. Для чого він призначений? Виберіть обладнання, необхідне для проведення досліду... і т. ін.”.

2. Організація спостереження 2. Спостереження за результатами

учнів за результатами практич- практичної діяльності з об’єктом.

ної діяльності з об’єктом, усві- Усвідомлення результатів спосте-

домлення результатів. режень через словесне їх вираження.

Щоб спрямувати чуттєве сприймання учнів, необхідно чітко вказати його напрямок („Подивіться на дно склянки...; простежте, що з’явиться над чашкою і т. ін.” Крім того, щоб отримати необхідний результат, слід обмежити область сприймання („Подивіться на дно склянки, якого кольору осад там утворився...; подивіться у склянку з водою, у якій її частині міститься шматочок торфу і т. ін.”).

Результати спостереження учні висловлюють словесно. Якщо у дітей недостатній запас термінів, учитель допомагає їм висловитися про сприйняте або робить висновок сам, а діти його повторюють. („Подивіться на скляну пластинку. Що трапилося з краплею води...? Крапля води розтеклася по пластинці”).

3. Організація осмислення влас- 3.Аналіз, порівняння, узагальнення

не предметних результатів досліду фактів, добутих у ході спостережень;

через узагальнення фактів, отри- встановлення взаємозв’язків і залеж-

маних у ході спостережень; вста- ностей; формулювання висновків.

новлення взаємозв’язків, залеж- Фіксація результатів: усно, письмово,

ностей; формулювання висновків графічно.

та фіксація результатів.

Наслідки спостережень за результатами практичних дій у досліді можуть безпосередньо відповідати його цілі. (Ціль досліду: визначити властивості залізної руди – її твердість. Результат: залізна руда дуже тверда). Часто для досягнення цілі досліду насамперед необхідно проаналізувати результати спостережень, осмислити їх, при потребі встановити взаємозв’язки між фактами і тільки тоді зробити висновок. (Ціль досліду – визначити, які властивості має вода при нагріванні. Практичні дії під час досліду: налити повну пробірку забарвленої води, закрити її корком із скляною трубкою, позначити рівень води в трубці смужкою паперу, нагріти пробірку з водою. Спостереження під час досліду: за рівнем води в пробірці до і після нагрівання. Встановлення зв’язку між об’ємом води і її нагріванням. Висновок: під час нагрівання вода розширюється).

Результати дослідів можуть записуватися в таблицю („Властивості корисних копалин”; „Властивості снігу і льоду”), в зошит з природознавства; зображатися графічно (діаграма „Склад грунту”); замальовуватися схематично і т. ін. Вибір способу фіксації залежить від рівня підготовки дітей, відведеного часу на уроці. За складеними таблицями, схемами учні систематизують засвоєний зміст, узагальнюють, виконують завдання на порівняння.

Слід пам’ятати: якщо дослід небезпечний (пов’язаний з вогнем), то його виконує тільки вчитель демонстраційно. Інші вимоги до нього не змінюються.

Для закріплення результатів будь-якого досліду використовують такі запитання:

- Яку властивість.... вивчали? (твердість...)

- Назвіть цю властивість у... (назва об’єкта). (Торф м’який).

- За допомогою чого вивчалася ця властивість.. (назва способу діяльності)? (Досліду).

- Який дослід необхідно провести, щоб визначити, що... (назва об’єкта) має... (назва ознаки, властивості) або що він...? (Щоб визначити властивість... треба провести такий дослід...)

- Яке обладнання необхідне для проведення цього досліду?

Г) Види дослідів за рівнем пізнавальної самостійності учнів

Досліди за рівнем пізнавальної самостійності учнів поділяються на репродуктивні і творчі. Репродуктивними називаються досліди, спосіб виконання і результати яких відомі учням. Вони виконуються за зразком під безпосереднім чи опосередкованим керівництвом учителя (самостійно) з використанням усних і письмових інструкцій.

Творчим називається дослід, який виступає способом розв’язання навчальної проблеми. Суть її полягає у тому, що для школярів будуть невідомими:

а) власне предметний результат досліду – конкретні ознаки, властивості, умови існування предмета або явища, а хід виконання пропонується у готовому вигляді (усно або письмово). (Наприклад: „Яку масу має кам’яне вугілля порівняно з водою? Щоб визначити цю властивість кам’яного вугілля, виконайте дослід (повна інструкція”);

б) спосіб виконання досліду, тобто практичні дії, які необхідно виконати, їх послідовність, аби довести, що об’єкт має ту чи іншу конкретно названу властивість, ознаку, складову частину, умову існування та ін. (Наприклад: „Який дослід необхідно виконати, аби довести, що кам’яне вугілля важче за воду?”);

в) результат і спосіб виконання досліду. Наприклад, кам’яне вугілля – тверда, горюча корисна копалина. Яка маса кам’яного вугілля порівняно з водою? За допомогою якого досліду можна визначити цю властивість?

Розв’язання зазначених проблем відбувається з різним рівнем пізнавальної самостійності учнів: а) проблема розв’язується учнями у співпраці з учителем. Цей дослід має частково пошуковий характер (евристичний); б) проблема розв’язується учнями самостійно. Такий дослід називається дослідницьким. У більшості випадків він виконується за аналогією.

Д) Види дослідів за тривалістю виконання

У природознавстві використовуються короткочасні і довготривалі досліди.

Короткочасними є досліди, які виконуються в межах одного етапу уроку: засвоєння нових знань, умінь і навичок; їх застосування; перевірка.

Результати довготривалих дослідів отримують через 1-2 тижні або навіть через 1-2 місяці. Довготривалі досліди, як правило, носять випереджувальний характер і необхідні для засвоєння учнями фактичного матеріалу, який є основою теоретичних узагальнень. Ці досліди застосовуються також з метою конкретизації теоретичних положень, пояснення і доведення їх правильності. Вони мають свої особливості в методиці організації і проведенні. Зокрема довготривалі досліди закладаються учителем разом з учнями у позаурочний час. За ними діти систематично спостерігають на перервах, після уроків і записують наслідки своїх спостережень у зошити з природознавства. Записи дозволяють учителеві здійснювати опосередкований контроль і коригувати діяльність школярів. Так, наприклад, для формування поняття про умови життя рослин у 3(2) класі проводиться дослід, який закладається за 2 тижні до вивчення відповідної теми. Після уроків учні залишаються в класі. Учитель пропонує уявити, що сталося б на Землі, якби зникли всі рослини. У довільній формі, на основі власного життєвого досвіду діти висловлюють свої міркування. Учитель веде далі: „А чи може статися подібне? Що потрібно рослинам для їх росту? Які умови їм необхідні? Щоб дати відповідь, треба провести досліди. Пам’ятайте, найправильніша відповідь буде у того, хто уважно спостерігатиме й записуватиме свої спостереження”.

Клас ділиться на шість груп. Кожній групі пропонується картка з умовами досліду і планом спостережень (однаковий для всіх). Діти читають, обговорюють, а потім кожна група разом з учителем перед усім класом закладає дослід, коментуючи мету і свої дії. Учитель керує цією роботою шляхом бесіди й показує зразок виконання окремих практичних дій.

Зміст карток може бути таким:

Дата добавления: 2015-05-23