Експерименталният подход – средство за по-качествено усвояване на знанията и уменията от учениците

Представени са десет експеримента в хода на преподаването на раздел „Тела и вещества“ по предмета Човекът и природата в 3. клас. Експерименталният подход може да включва прости, съобразени с възрастта демонстрации и опити като наблюдение на физични и химични промени, категоризиране на вещества по видове, измерване на обем и маса и т.н. Това предоставя на учениците възможността да проверят наученото на практика и да изградят трайни знания и умения. Експериментът не само подпомага усвояването на конкретни факти, но и стимулира общи научни компетентности.

Един от основните въпроси на образованието през последните години е свързан с повишаване на активността на учениците в учебния процес. Основна задача на училището е да се изградят творчески личности, които могат самостоятелно да мислят, да се ориентират във възникващите нови проблеми, да преодоляват трудности (Лазарова, 2019). Когато учениците имат възможност да прилагат теоретичните знания чрез опити и практическа работа, те по-лесно създават връзки между новата и вече усвоена информация, което подобрява разбирането и запомнянето. Използването на нагледни средства, интерактивни уроци и мултимедийни ресурси прави учебния процес по-достъпен и ангажиращ, като същевременно развива изчислителни и познавателни умения. Представени са десет експеримента в хода на преподаването на раздел „Тела и вещества“ по предмета Човекът и природата в 3. клас.

Първи експеримент

Целта на експеримента е учениците да разберат, че телата около нас заемат място, имат маса и обем, че са съставени от вещества с различни свойства и че могат да се изследват чрез наблюдения и прости опити.

Необходими са следните материали: везна, стъклена чаша за вода, стъклена чаша за кафе.

На везна се поставят голяма стъклена чаша за вода и малка стъклена чаша за кафе.

Учениците наблюдават, че везната се наклонява в посока на по-тежката водна чаша, т.е. тя е тялото с по-голяма маса. Ако в двете блюда се поставят две еднакви чаши /за вода например/, везната ще остане уравновесена.

Необходими са следните материали: везна, дървено топче, пластмасово топче, метално топче.

Приготвени са три топчета с еднакъв обем, но от различни материали – дървено, пластмасово и метално. С помощта на везна трябва да се измери теглото на всяко топче и да се запише в табличка.

Учениците наблюдават, че телата с еднакъв обем могат да имат различна маса в зависимост от веществото, от което са направени (металните тела са по-тежки от дървените при еднакъв обем). Записват теглото на топчетата и установяват, че най-тежко е металното, следвано от дървеното и пластмасовото топче.

Втори експеримент

Целта на този експеримент е да се сравнят различни вкусове на някои вещества и да се свърже това с тяхната употреба.

Необходими са следните материали: вода, захар, сол, лимон, пластмасови чашки.

Пълнят се три чаши с вода и във всяка се добавя съответно захар, сол и лимонов сок. Учениците опитват и установяват три различни вкуса – сладък, солен и кисел.

Правят извода, че захарта, солта и лимонът могат да се добавят към различни храни, за да им придадат желания вкус.

Трети експеримент

Целта на този експеримент е да се сравнят различни материали по техните свойства и да се свърже това с тяхната употреба.

Наблюдение на цвят и прозрачност:

Необходими са следните материали: парчета плат, кожа, дърво, метална пластина, пластилин, стъкло, пластмасова дъска, тухла, вода, гвоздей.

Учениците разглеждат материалите и определят кои са прозрачни (стъкло), кои са непрозрачни (дърво, метал) и описват цветовете им.

Проверка на твърдост:

Необходими са следните материали: гвоздей, пластилин, метална пластина.

С помощта на гвоздей или друг остър предмет учениците драскат повърхността на пластилин и метална пластина. Колкото по-дълбока и широка е драскотината, толкова по-мек е материалът. Материалите, които не се драскат, са по-твърди.

Проверка на здравина:

Необходими са следните материали: парче кожа, тухла.

Може да се направи опит да се натисне или огъне материал (например кожа и тухла), за да се види кой материал е по-здрав и кой по-гъвкав.

Проверка на водопропускливост:

Необходими са следните материали: парче плат, пластмасова дъска.

Учениците проверяват кои материали пропускат вода и кои не (например парчето плат пропуска вода, а пластмасата не).

Учениците правят изводи за връзката между свойствата на материалите и тяхната употреба – например, защо не се използва слама за строеж на къща, а тухли; защо обувките не са от бетон, а от кожа или плат; защо прозорците са от стъкло, а не от дърво. Този подход помага на учениците да разберат значението на свойствата на материалите в ежедневието. Така чрез практически опити и наблюдения децата усвояват понятия като твърдост, здравина, прозрачност и свързват тези свойства с реалната употреба на материалите в живота.

Четвърти експеримент

Целта е да се наблюдават и сравнят свойствата на трите състояния на веществата – твърдо, течно и газообразно.

Необходими са следните материали: твърдо тяло – лъжица, течност – вода, купа, чаша, бутилка, газ – въздух в балон.

Учениците взимат лъжицата и я описват. Установяват, че тя има постоянна форма и не се деформира при натиск, както и че не тече.

Учениците наблюдават течността. Изсипват водата в купата, чашата и бутилката и наблюдават как тя приема формата на съда, но обемът ѝ остава същият. Наливат вода от един съд в друг и виждат как тя тече.

Учениците надуват балон и наблюдават въздуха вътре. Забелязват, че газът заема целия обем на съда (балона) и приема неговата форма. При изпускане на въздуха от балона те наблюдават как газът изтича и лесно се разпространява в пространството.

Изводите от тези наблюдения учениците записват в таблица. Твърдите тела имат собствена форма и обем и не текат. Течностите нямат собствена форма, но имат постоянен обем и текат. Газовете нямат собствена форма и обем, те запълват целия обем на съда и текат много лесно. Този експеримент помага на учениците да разберат основните разлики между твърди тела, течности и газове чрез наблюдение и практически действия.

Пети експеримент

За да се демонстрират свойствата на въздуха пред ученици от 3. клас, може да се проведе лесен и достъпен опит, който показва, че въздухът:

• Заема място
• Не може да се види, помирише или докосне директно
• Прониква навсякъде
• Поддържа горенето
• Е необходим за дишането

Необходими са следните материали: чаша, ваничка с вода, вестник.

Учениците взимат чашата и я потапят обърната надолу във водата. Наблюдават, че в чашата се образуват мехурчета въздух, които излизат от нея. Ако се постави вестник в чашата, той остава сух, защото въздухът не позволява на водата да влезе. Ако леко се наклони чашата, въздухът излиза под формата на мехурчета и вестникът се намокря.

Изводът е, че въздухът заема място и не позволява на водата да го замести веднага. Този подход съчетава наблюдение, експеримент и изводи, които развиват познания за свойствата на въздуха.

Шести експеримент

Необходими са следните материали: тебешир, ваничка с вода.

Учениците поставят парче тебешир във вода, за да се видят отделящите се мехурчета въздух.

Необходими материали: вентилатор, балон.

За да наблюдават движението на въздуха (вятър), учениците включват вентилатор срещу балон, пълен с въздух, и така установяват, че движението на въздуха може да задвижи балона.

Необходими материали: свещ, стъклен похлупак.

За да се докаже необходимостта от въздух за горенето, учениците наблюдават запалена свещ, върху която поставят стъклен похлупак, и установяват, че свещта угасва без достъп на въздух.

За целта на следващия експеримент е необходимо всяко дете да го изпита върху себе си. Учениците затварят уста и защипват носа си с пръсти. С този експеримент установяват, че могат да издържат само няколко секунди без да дишат.

Тези опити помагат на учениците да разберат, че въздухът е невидим, но реален и жизнено необходим за живота на планетата.

Седми експеримент

Необходими материали: три прозрачни разграфени канички с различна форма и големина, вода.

Учениците наливат вода в различни по форма съдове и установяват, че водата няма собствена форма, а заема формата на съда, в който е налята. След това измерват количеството вода в различните съдове и виждат, че обемът остава същият.

Осми експеримент

Необходими материали: везна, празна чаша, чаша с вода.

Учениците поставят пълна чаша с вода на везна и я сравняват с празна чаша. Везната ще се наклони към чашата с вода, което доказва, че водата има маса. Учениците могат да помиришат и опитат водата, за да се убедят, че тя няма вкус и мирис. За човека водата е жизненоважна физиологична необходимост – тя участва във всички клетъчни процеси, регулира температурата на тялото, транспортира хранителни вещества и изхвърля токсини. Освен това водата е ключов ресурс за ежедневието ни – за готвене, почистване, производство, енергия и транспорт. Тя също така поддържа здравето, като повишава ефективността на имунната система и предпазва от различни заболявания.

Девети експеримент

Необходими материали: четири чаши, сол, захар, пясък, олио.

В различни чаши с вода учениците поставят сол, захар, пясък и олио. Разбъркват и наблюдават кои вещества се разтварят (сол, захар), а кои не (пясък, олио). Водата разтваря някои вещества, а други – не. За природата водата е универсален разтворител, който позволява протичането на жизненоважни реакции, като фотосинтезата, която е основен източник на кислород и храна за живите организми.

Необходими материали: свещ, съд с вода.

Учениците поставят запалена свещ в съд с вода. Свещта ще изгасне, когато пламъкът докосне водата, което показва, че водата не гори и не поддържа горенето.

Разбирането на свойствата на водата ни помага да я опазваме чиста и да използваме ресурсите ѝ устойчиво, защото замърсяването и недостигът на вода застрашават живота на всички организми на планетата. Водата е основата на живота и знанието за нейните свойства е ключово за опазване на природата и здравето на човека.

Десети експеримент

Необходими материали: кубче лед, котлон, прозрачна огнеупорна купа.

Учениците поставят кубче лед във вода и наблюдават как то се разтваря постепенно. След това съдът с водата се загрява на котлона и се наблюдава образуването на пара. Този експеримент доказва, че водата може да бъде в три състояния: твърдо /лед/, течно и газообразно /пара/. Той е подходящ за 3. клас и помага на децата да разберат основните физични свойства на водата и нейното значение за живота. Разбирането на свойствата на водата е важно както за природата, така и за човека, защото водата е основен източник и условие за живот на Земята. Тя покрива над 70% от повърхността на планетата и участва във всички химични, биологични и екологични процеси, които поддържат живота.

Основните ползи от експерименталния метод са:

• Активизиране на мисленето и любопитството на учениците, като те сами участват в изследователски процес и откриват нови знания чрез наблюдение и опити.
• Развитие на умения за планиране, анализ и критично мислене, тъй като учениците съставят планове за експерименти и интерпретират резултатите от тях.
• Повишаване на мотивацията и интереса към учебния материал чрез интерактивно и практически ориентирано обучение, което прави часовете по-забавни и значими за учениците.
• Подобряване на уменията за работа в екип и комуникация, тъй като експериментите често се провеждат групово, което развива социални компетенции и сътрудничество.

Експерименталният подход позволява на учениците да изграждат знания чрез собствен опит, вместо само чрез възприемане на готова информация. Чрез експерименти се развиват умения за наблюдение, сравнение, измерване и правене на изводи – ключови за научното мислене. Практическите дейности повишават мотивацията и ангажираността на учениците, което води до по-добро и трайно усвояване на учебното съдържание. Необходимостта от иновативни модели в обучението по Човекът и природата в 3. клас е продиктувана от стремежа към по-ефективно усвояване на знания и умения, развитие на изследователска култура и научно мислене у учениците. Експерименталният подход, подкрепен с педагогическо моделиране и разнообразни технологии, създава условия за активно, осмислено и трайно учене.