Использование заданий исследовательского характера на уроках физики и во внеурочное время.

Автор: Солдаткин Андрей Владимирович

Дата публикации: 15.03.2016

Номер материала: 608

Прочие методические материалы
Физика
6, 7, 8, 9, 10, 11 Классы

Государственное казенное общеобразовательное учреждение «Волгоградский педагогический лицей – интернат имени Ф.Ф. Слипченко».

      Научно-исследовательская работа

на уроках физики

2015-2016г.

Использование заданий исследовательского характера
на уроках физики и во внеурочное время.

Важнейшая проблема, волнующая всех учителей, перед образованием на всех его звеньях стоит задача существенного повышения качества и эффективности урока. Снижение уровня знаний учащихся в значительной степени объясняется качеством урока: однообразием, шаблоном, формализмом и скукой.  Ш.А. Амонашвили говорил, - что когда есть стандарт ведения урока «вся ответственность за такой урок лежит на невидимых плечах разработчиков  стандарта» Никто не требует отмены традиционных уроков как основной формы обучения  и воспитания учащихся. Речь идет о придании тому или иному виду деятельности оригинальных, нестандартных приемов, активизировать учащихся на уроках физики, повышающих интерес к знаниям, развивающих детей с учетом их возраста и способностей. Существует много видов проведения уроков и внеклассных мероприятий.

Из нетрадиционных форм проведения занятий чаще всего можно применять уроки- исследования.

Организация проектной и исследовательской деятельности учеников возможна в любой школе. Задачи организации исследовательской деятельности под силу любому творческому учителю или группе заинтересованных учителей. Мы рассмотрим исследовательскую деятельность учащихся.

Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения

Задачи привития интереса учащихся к физике расширение и углубление их  знаний и преставлений  о связи  физики с жизнью в учебно-исследовательской работе могут решаться по-разному. При большом разнообразии работы, деятельность учащихся чаще всего строится либо на теоретической основе - подготовка докладов, составление рефератов, решение задач, либо практическое изготовление моделей, приборов, наглядных пособий или учебно-исследовательской работы.

Разумеется, определение этих заданий как исследовательских, имеет несколько условный характер, так как возможность школьного кабинета физики и уровень подготовленности учащихся даже в старших классах делают задачу проведения физических исследований не выполнимой. Поэтому к исследовательским, творческим следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые, неизвестные  для него закономерности или для решения которых, он должен сделать какие - то изобретения. Такое самостоятельное открытие известного  в физике закона или изобретение способа измерения физической величины не является простым повторением известного. Это открытие или изобретение, обладающее лишь субъективной новизной, для ученика является объективным доказательством его способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести необходимую уверенность в своих силах и способностях. И все  же можно решить эту задачу.

В частности, я на уроках физики ребятам предлагаю изобретательские, исследовательские задачи, задачи-открытия, задачи с недостатком и избытком данных. Создаю картотеку этих задач. Стараюсь предложить ребятам творческие задания, такие как: 1) определение закономерностей по предложенным фактам; 2) исправление ошибок; 3) сравнение; 4) установление причин явлений; 5) составление плана изучения или исследование системы; 6) решение противоречий и др. Ребятам нравятся такие задачи. Вот некоторые из них:

Пример 1

Оценить проект Сирано Де Бержерака "Как достичь Луны" (Э.Ростан "Сирано Де Бержерак").

Я изобрел шесть средств
Подняться в мир планет!
...Сесть на железный круг
И, взяв большой магнит,
Его забросить вверх высоко,
Докуда будет видеть око,
Он за собой железо приманит, -
Вот средство верное!
А лишь он вас притянет,
Схватить его и бросить вверх опять, -

Пример 2

Пусть каждый ученик вашего класса — молекула, а все вы вместе — скопление молекул. Что напоминает это скопление — газ, жидкость, твердое тело? Почему? Покажите, как расположены и ведут себя молекулы в газе, в жидкости, в твердом теле? (7 класс)

Представьте, что каждый из Вас – проводник. Создайте электрическую цепь из последовательно (параллельно) соединенных проводников. (8 класс)

Пример 3

Найдите вес воздуха в Вашей комнате, его массу (экспериментальная задача, 7 класс)

Исследуйте зависимость между силой тока, напряжением при параллельном соединении проводников (8 класс)

Пример 4

Найдите ускорение свободного падения на планете Юпитер. (Задача с недостающими данными).

Любая лабораторная работа в курсе физики – это тоже самостоятельное исследование. Например, «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках». Дети самостоятельно определяют, что в последовательно соединенной цепи сила тока одинакова на любом участке.

В старших классах в процессе выполнения творческих заданий применяются конспекты учебной информации, методики и алгоритмы, что позволяет непроизвольно запоминать основной материал темы, расширять и углублять его, а также развивать творческие умения и умения применять знания в практических ситуациях.

Для повышения интереса к физике  постоянно рассматривается практическое применение изучаемого явления или закона, подчеркивается единство законов живой и неживой природы, тем самым достигается целенаправленное изучение предмета, возникает интерес к предмету, появляется дух соперничества между учащимися, что, по-моему, является необходимым условием для роста личности.

Все это помогает развивать как сильного, так и слабого ученика, дает возможность непроизвольного запоминания учебного материала, расширяет, углубляет и систематизирует материал, развивает творческие умения и умения применять знания в практических ситуациях.

Несомненными преимуществами использования исследовательской работы являются высокая степень активности и самостоятельность учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений работы физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самими учащимися. Основы исследовательских работы постигают ученики 7-8 классов. В распоряжении учителя много методов, главное – не оттолкнуть детей сложностью заданий, обеспечить понимание ученикам выполняемой деятельности, то есть методы должны быть личностно ориентированными. Для того чтобы задания оказались для учащихся интересными и посильными, подготовка исследовательских и творческих работ  проводится на нескольких ступенях.

1 ступень. Познавательная компетентность. Выбор темы исследования, творческой работы, доклады. Ученик сам выбирает тему, ставит цель работы. Главное - научить делать это самостоятельно. 

Например, мы в 7-х классах выбрали тему «Действие жидкости на погруженное тело».

Цель: Изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин, развить навыки самостоятельной работы.

Учитель на этом этапе, как и на остальных, выполняет роль консультанта, помогая ставить задачи, планировать шаги к достижению цели.

2 ступень. Информационная компетентность. Подготовка теоретической основы работы. Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже повергался изучению, а исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший 287 г. до нашей эры. Учащихся
алфавитным каталогом, энциклопедиями; кратко выписывать необходимую информацию использовать мультимедийные средства. В это же время ученики узнают, чем отличается доклад от реферата и т.д. Подготовка хорошего литературного обзора по любой теме – сложная работа для начинающего. Итогам этого этапа является доклад, в котором ученик должен показать актуальность данной темы. Коротко одно из них:  «Существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. Воды его настолько солены, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее. Закон Архимеда помогает поднимать затонувшие суда. Один из больших ледоколов  «Садко», по халатности капитана затонувший в Белом море в 1916 г. пролежал на морском дне 17 лет, его затем подняли понтонами, и снова вступил в строй. Оказывается, тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг из-за действия закона Архимеда в газах. Архимедова сила, действующая на тонну дерева, больше аналогической силы, действующая на тонну железа, в силу разности их объемов.


 

Жидкости на тело давят,               Надо знать   лишь вес воды,         

Вверх его все поднимают,             Что то тело вытесняет -

При этом силу создают.                 Все закон нам объясняет.

Что Архимедовой зовут!                Открыл его великий грек,

Ее считать умеем мы:                     Ему имя  - Архимед!

         3 ступень коммуникативно–социальная компетентность. Разработка темы в группе. Учащиеся объединяются в группе по близким или одинаковым темам, вырабатывают  общий план работы. Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит:

    от объема погруженного тела;
    от веса( или массы);
    плотности жидкости;
    глубины погружения тела;
    формы тела;

Но в то же время каждый показывает свое видение проблемы и ее решение. Для того чтобы учащиеся имели возможность выполнить работу самостоятельно, задание, сформулированное в общем виде, дается каждому. Указания к выполнению задания учитель может дать учащимся по их просьбе при возникновении затруднение в процессе самостоятельной работы. Учителю не следует отбрасывать неверные предположения: каждая из гипотез нуждается в экспериментальной проверке. Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: « Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением».  После экспериментальной проверки всех гипотез учащихся формулируют вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости и объема тела. Работая в группе, дети приобретают опыт оказания помощи, слушания других, принятие помощи. Развивают коммуникативная компетентность.

 4.ступень Продуктивная компетентность Индивидуальная доработка темы. На данном этапе  ученики пишут и выступают с докладом, учащаться защищать свою точку зрения, совершенствуя при этом ораторское искусство.Например: « Мы прошли вместе трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и « переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда

1.  Проверка зависимости Fвыт от Vтела.

2.  Проверка зависимости Fвыт  от веса ( или массы) тела

3.  Проверка зависимости Fвыт  от глубины погружения тела в жидкость

выталкивания от плотности жидкости и объема тела. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовались все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование». Только добытые собственным трудом знания и умения прочны, только они приносят удовлетворение и уверенность в своих силах, пробуждают стремление к продолжению процесса познания.

Ключевым моментом является то, что на каждой ступени работы проводится рефлексия. Рефлексия поможет понять свои сильные и слабые стороны, скоординирует движение вперед к достижению поставленной цель. Очень важном на каждом этапе является создание ситуации успеха. Даже когда успехи более чем скромные, они должны быть отмечены хотя бы победами в номинациях. Это поможет воспитать уверенность к себе, а, следовательно, следующий шаг в науку будет более уверенный, а успех более значительный.

При подведении итогов дети должны быть уверены в справедливости, беспристрастности, как жюри, так и самой процедуры подведения. Этого можно достичь, проводя открытое подведение результатов. Это значит, что участники услышат мнение о своей работе, комментарии других участников.

Исследовательская деятельность может осуществляться и на уроках информатики. Например, при изучении темы «Табулирование функции и построение графика». На эту тему отводится 1 час. На уроке изучается технология построения графиков функций построение диаграмм. За один урок невозможно рассмотреть все возможности Microsoft Excel. Поэтому учащимся была предложена исследовательская работа на построение графиков квадратичной функции, решение некоторых практических задач. При выполнении данной работы ученик получает дополнительные сведения о функции и овладевает навыками работы с прикладной программой Microsoft Excel. Определенных требований к оформлению результатов нет. Учащиеся самостоятельно выбирают форму отчета. Как правило, это презентация.

Поэтапная исследовательская работа стимулирует активность будущих олимпийцев и исследователей. Потери интереса к предмету пробудило преподавателей искать новые методы и средства обучения, способствующие развитию интереса к предмету, воплощающиеся в себе идей высокой взаимной требовательности и уважения, опирающиеся на возросшую самостоятельность ребят, наконец, значительно расширяющие и обогащающие методической арсенал учителя, поскольку известно, что постоянство- враг интереса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ландау Л.Д. Китайгородский А.И. Физика для всех- М. Наука 1963 г 391с

2. Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики: Кн. для учителя – М.: Просвещение 1985. – 128с

3. Остер Г.Физика Ненаглядное пособие: Задачник. - -М.: Росмэн,- 1999.- 125 с.

4. Перельман Я.И.  Занимательная физика.   В 2 Кн. 2-я.- М.: Наука 1976 -272 с.

5. Разумовский В.Г. Развитие способностей учащихся в процессе обучения физике. – М.: Прсвещение,1975.