Формирование навыков учебно-исследовательской деятельности на уроках физики в основной школе
Место курса физики в школьном образовании определяется не только значением науки в жизни современного общества, её решающим влиянием на развитие всех естественнонаучных дисциплин и на темпы научно-технического прогресса, но и тем развивающим потенциалом, который заложен в данном учебном предмете.
При преподавании физики я ставлю перед собой следующие цели: развитие у ребят интереса к физике, формирование навыков думать (анализировать, сопоставлять, сравнивать и пр.), развитие творческих способностей каждого ученика.
Развитие познания – предполагает непрерывное взаимодействие эксперимента и теоретического мышления.
В преподавании физики используют различные виды физического эксперимента:
1. Демонстрационные опыты преподавателя.
2. Лабораторные работы.
3. Фронтальные опыты.
4. Экспериментальные задачи.
5. Внеклассные эксперименты.
Все эти виды обеспечивают осуществление принципа наглядности, сознательности, активной познавательной деятельности учащихся, политехнизма в преподавании курса физики. Кроме общих задач, каждый вид имеет более узкое целевое назначение, особенности в методике проведения и технике постановки.
В своём поурочном планировании я указала виды экспериментов, проводимых на уроках (каждый вид выделен своим цветом).
В УМК А.В. Перышкина для 7 класса представлено 10 лабораторных работ. В каждой имеется сформулированная цель работы, обозначен перечень оборудования, описан подробный план выполнения опытов, представлена таблица, которую необходимо заполнить в процессе выполнения работы. Семикласснику необходимо сделать все по готовому плану и только сформулировать вывод.
Для формирования навыков учебно-исследовательской деятельности у обучающихся обращаю внимание на развитие таких умений как самостоятельное определение цели отдельного эксперимента и лабораторной работы в целом, выдвижение гипотезы, подбор необходимого оборудования для проведения эксперимента, составление план проведения эксперимента и лабораторной работы, моделирование бланка отчета, формулирование выводов.
В 7 классе эксперимент проводится практически на каждом уроке. Первую лабораторную работу «Определение цены деления измерительного прибора» обучающиеся начинают выполнять уже на третьем уроке физики. Здесь объясняются правила оформления и проведения работы. Лабораторная работа должна быть оформлена согласно следующим пунктам: номер лабораторной работы; название работы; цель работы; приборы и материалы; рисунок экспериментальной установки; таблица с результатами измерений; расчетные формулы; вывод.
Ход первых лабораторных работ подробно обсуждается с учениками. От них требуется чёткое выполнение плана работы и аккуратное оформление записей в тетради. Необходимо время для того, чтобы семиклассники привыкли к правилам оформления лабораторной работы.
На уроке №6 выполняем лабораторную работу «Измерение размеров малых тел». Цель работы: научиться выполнять измерения способом рядов. Приборы: линейка, дробь, горох, пшено, иголка. Задаю обучающимся направляющие вопросы:
Что получим, если расположим 25 горошин вплотную друг к другу? (варианты ответов: цепочка из горошин, ряд из горошин).
Какую величину мы получим, измеряя линейкой получившийся ряд? (предполагаемый ответ: длину).
Что нужно сделать, чтобы определить размер одной горошины? (предполагаемый вариант ответа: длину ряда разделить на число горошин в ряду).
Куда запишем результат измерений? (предполагаемый ответ: в таблицу).
Какой можно сделать вывод? (Обучающиеся озвучивают несколько вариантов, записывают в тетрадь один общий для всех – наиболее точный).
Ставить цель и выдвигать гипотезу достаточно сложно, поэтому сначала учу составлять план проведения лабораторной работы и формулировать выводы.
На уроке №17 предлагаю обучающимся попробовать самостоятельно подобрать оборудование для определение массы тела. Данная работа несложная, при введении понятия «Масса. Единицы массы» на уроке №16 подробно оговариваются единицы измерения массы, приборы. Для отработки данного навыка проводится по аналогии и лабораторная работа №5 «Определение плотности тел», урок №20. К этому уроку ребята неплохо составляют план проведения исследования. Чтобы определить плотность твердого тела, необходимо знать его объем и массу. Определять их обучающиеся научились на предыдущих лабораторных работах, поэтому при выполнении работы №5 совместно формулируется цель работы, вытекающая из названия работы, а приборы и материалы даю возможность подобрать самостоятельно. На этом этапе обязательно нужна проверка. Я её провожу с помощь слайдов презентации с фотографиями приборов и материалов.
Полученные умения отрабатываем на следующих лабораторных работах. Например, во время урока №25 «Сила упругости» обучающиеся формулируют цель лабораторного опыта №8 «Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины» и выясняют, каких знаний им недостаёт для проведения эксперимента. Данный эксперимент проводится на следующем уроке после введения понятия силы. Обучающиеся знают, что прибор для измерения силы – динамометр, поэтому подобрать необходимое оборудование для проведения данного опыта они смогут. Здесь же самостоятельно составляют примерный план проведения эксперимента. Эталоном для проверки служит авторская лабораторная работа (УМК А.В. Пёрышкина).
Когда обучающиеся научатся подбирать необходимое оборудование, составлять план проведения работы, рисовать рисунок, составлять бланк отчета, переходим к самостоятельному формулированию цели и гипотезы.
Выполняя исследование «Зависимость выталкивающей силы от массы тела, объема и плотности жидкости», создаю условия для формирования умения ставить цель к работе и выдвигать предположения – предлагаю карточку с заданиями, где четко прописано название работы, приборы и материалы, порядок проведения опыта, цель и гипотезу семиклассники должны сформулировать самостоятельно. После обдумывания озвучиваются некоторые варианты, идёт обсуждение версий и выбирается одна наиболее точная.
Также для определения гипотезы использую проблемные вопросы. Например, проблемный вопрос урока №47 «Действие жидкости и газа на погружённое в них тело» – От чего будет зависеть выталкивающая сила? Ответ на него ученики получают в ходе эксперимента, перед которым сначала выдвигают свои гипотезы (предположения). Версии гипотез: выталкивающая сила зависит от массы тела, выталкивающая сила зависит от объема тела или его части и т.п. Затем эти предположения обучающиеся проверяют на опыте.
Ближе к концу первого года обучения физике предлагаю домашние задания, где требуется составить свою лабораторную работу для проведения некоторого эксперимента. Такие работы наиболее полно показывают уровень сформированности основных умений, требующихся для учебно-исследовательской деятельности.
-
Эксперимент как домашнее задание
Задавая эксперимент на дом, мы обучаем школьников умению самостоятельно пополнять знания. Это один из самых педагогически эффективных и интересных для учащихся приемов самостоятельной работы. Он способствует осознанному изучению курса, воспитывает самостоятельность и находчивость, развивает индивидуальные творческие способности, мыслительную деятельность, интерес к предмету.
Домашние опыты в отличие от классных экспериментов проводятся с использованием каких-то подручных средств, а не специального школьного оборудования, что существенно, ведь в жизни обучающимся придется встречаться с различными практическими задачами, которые не всегда похожи на задачи, решаемые во время урока. В этом плане домашние эксперименты способствуют выработке умений самостоятельно планировать опыты, подбирать оборудование, формируют умение познавать окружающие явления, рассматривая их в новой ситуации. При организации и проведении домашних экспериментов важно иметь в виду следующее: такие работы должны стимулировать познавательную деятельность и развитие мышления; привлекать внимание к основному материалу курса, быть направленными на углубление и пополнение знаний; легко выполняться в домашних условиях. При выполнении опытов учащиеся могут применять самодельные приборы, предметы и материалы домашнего обихода. Домашние экспериментальные работы я предлагаю учащимся до и после выполнения ими соответствующей фронтальной лабораторной работы. Показываю логическую связь между материалом, изучаемым на уроке, и домашним экспериментальным заданием, мотивирую эту работу, привлекаю к ней внимание обучающихся.
Например, в 7 классе я предлагаю выполнить дома, следующие экспериментальные задания:
- Воспользовавшись листом бумаги в клетку, определите площадь своей ступни.
- Измерьте толщину листа бумаги в учебнике при помощи линейки.
- Определите массу воды, молока, подсолнечного масла в заполненном доверху стакане. Объём мерного стакана 200 см3.
При изучении первых тем, домашние лабораторные работы выполняются по карточкам, в которых прописан алгоритм выполнения. Обучающийся после выполнения, должен самостоятельно сделать вывод.
Домашние опыты и наблюдения, проводимые обучающимися способствуют:
- возможности расширить область связи теории с практикой;
- развитию интереса к физике и технике;
- рождению творческой мысли и развитию способности к изобретательству;
- привлечению к самостоятельной исследовательской работе;
- развитию наблюдательности, внимания, настойчивости и аккуратности;
- дополнению классных лабораторных работ тем материалом, который не может быть получен в классе,
- стремлению к сознательному труду.
Полный перечень домашних лабораторных работ представлен в приложении.
-
Проектная деятельность
Проект – творческая работа, связанная с планированием, достижением и описанием определенного результата. Примером проектной деятельности в 7 классе является конструирование физических приборов, моделей. Ребята своими руками создают приборы, которые нужны в процессе изучения физики (мензурки, линейки, модели термометра, динамометра, сообщающиеся сосуды, тележки, рычаги, модели для демонстрации давления в твёрдом теле и жидкости, модель для демонстрации превращения одного вида энергии в другой и т.д.). Каждый год после изучения темы «Сообщающиеся сосуды», ребята с увлечением включаются в работу по конструированию всевозможных видов фонтанов и поильников для питомцев.
В 8 классе планируется запустить проект «Как жить богато?» при изучении темы «Работа и мощность электрического тока».
В 9 классе можно организовать проектную работу после изучения темы «Механические колебания и волны».
Таким образом, внедрение исследовательской деятельности на уроках физики развивает исследовательские навыки у обучающихся, с помощью которых ученик учится совершать маленькие открытия для самого себя. Далее эта работа будет развиваться в направлении организации индивидуальной исследовательской работы.
Учебно-исследовательская деятельность обучающихся на уроке физики – неотъемлемая часть эффективного образования. Исследовательская работа должна присутствовать на каждом уроке физики. Первые мысли учителя должны быть направлены на то, чтобы обучающийся видел опыт и проделывал его сам, видел прибор в руках преподавателя и держал его в своих собственных руках.
Удачное использование занимательного и исследовательского физического эксперимента не только оживляет урок, но и вызывает интерес обучающихся к физическому явлению. Исследовательский характер проведения лабораторных работ и опытов является способом развития учебных умений и навыков с учетом творческих способностей учащихся. В результате у обучающихся развиваются следующие умения:
1) применять знания понятий, законов, явлений для выполнения лабораторных работ;
2) объяснять полученные результаты;
3) выполнять задания по предложенному плану;
4) обобщать знания, анализировать полученный результат;
5) предлагать способ для решения исследовательской задачи.
Также исследовательская деятельность позволяет знакомить обучающихся с методами научных исследований и научного познания по физике. Она создает условия для выбора обучающимися разных образовательных траекторий в соответствии с их способностями, склонностями и потребностями.