Проектно-исследовательская деятельность учащихся при изучении предмета физика
По мнению директора АУ Чувашской Республики “Центр внешкольной работы “Эткер” Минобразования Чувашской Республики Панченко Наталии Леонидовны, “Исследовательская деятельность является одним из основных условий формирования исследовательских способностей обучающихся, которые определяют их готовность к активной деятельности и продуктивным исследованиям, позволяющим решать жизненные и профессиональные задачи. Однако небольшая доля педагогов владеет технологиями развития исследовательских способностей школьников”. Нельзя не согласиться с мнением автора цитаты.
В Новопетропавловской школе в 2013-2014 учебном году реализована целевая программа «Школа проектирования», с целью освоения педагогами проектной компетенцией, повышение качества их педагогической деятельности.
В нашей школе стал активно освещаться вопрос использования проектно - исследовательской деятельности, как педагогами, так и учащимися. Однако, к сожалению, опыт показывает, что не все школьники владеют навыками исследовательского подхода в решении различных вопросов, многие не умеют писать, рефераты, доклады, проекты, составлять тезисы и т.д. Понятно, что успешных и компетентных специалистов можно получить, только если формировать их со школьной скамьи. Моя задача, дать определенные навыки и умения в этом направлении. В результате исследовательская и проектная деятельность учащихся необратимо станет одной из важнейших форм современного образования.
Специалисты четко отделяют проектную деятельность от исследовательской. «Исследование – процесс поиска неизвестного, новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека…», «Проектирование – это не творчество в полной мере, это творчество по плану в определенных контролируемых рамках» [2]. На практике учителя чаще всего создают с учениками работы, которые называют проектно-исследовательскими или исследовательскими проектами, так как деятельность учащихся связана с решением творческой, исследовательской задачей с заранее неизвестным решением, но содержит элементы проектирования, поскольку необходимо выдвигать какие-либо гипотезы, т.е. предполагать, проектировать. Исследовательская работа школьника, как правило, не вносит новизну в науку, а повышает уровень знаний самого исследователя.
Методика использования исследовательской деятельности представляет собой умение владеть экспериментальными методами и предполагает поэтапное, с учетом возрастных способностей учащихся целенаправленное формирование всех компонентов научно – исследовательской культуры школьника:
Мыслительных умений и навыков (анализ и выделение главного; сравнение; обобщение и систематизация; определение объяснение понятий, конкретизация; доказательство и опровержение; умение видеть противоречие);
Умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации;
Умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи;
Специальных исследовательских умений и навыков.
Все эти умения и навыки исследовательской деятельности я формирую, используя метод проектов, где отрабатывается методика исследовательской деятельности. Чтобы сформулировать цели и задачи выбрать главное из большого объема информации, систематизировать и конкретизировать, всему этому учу ребят на консультациях при подготовке и выполнении проектов.
В качестве примера организации проектно-исследовательской деятельности рассмотрим урок в 7 классе по теме: «Явление инерции». При изучении явления инерции учащиеся в течение урока работают над проектом «Инерция- друг или враг?». В проекте рассматривается явление инерции, ее значение и роль в окружающем нас мире. Цель проекта – научить детей использовать эти знания не только в учебно-познавательном процессе, но и в повседневной жизни. До урока учащимся дается в качестве домашнего задания план проекта, пользуясь планом, они самостоятельно ставят гипотезу, формулируют цель и задачи проекта, ищут часть ответов на вопросы, пользуясь различными источниками информации.
План проекта:
Найдите ответы великих людей Аристотеля и Галилео Галилея на вопрос: Чтобы скорость тела была неизменной? В чем заключается спор ученых?
Найдите ответ на вопрос: Что называется инерцией?
В чем заключается свойство инертности?
Найдите примеры из жизни, подтверждающие полезную роль инерции
Найдите примеры из жизни, подтверждающие вредную роль инерции
Сделайте фотографии из собственных примеров о полезной и вредной роли инерции
Проведите эксперимент
Что доказывает данный эксперимент
В каких профессиях проявляется вредная и полезная инерция.
Сделайте презентацию или буклет и сделайте вывод.
В начале урока я объявляю тему урока, учениками ставится цель урока. Для того, чтобы работать над проектом, назначаю лидера - руководит работой всех групп и 3 группы: теоретики - работают с теоретическими вопросами, лаборанты - выполняют эксперименты, художники - оформители - оформляют буклет. Для организации работы в группах используется метод «Корабельного совета».
Все эксперименты группа проводит по инструкции в классе.
Эксперимент:
Тема: Инерция. Инертность тел
Цель: наблюдение явления инерции
Оборудование: стакан с водой, спичечный коробок, линейка, два одинаковых бруска: один - без груза, а другой с грузом, рулетка.
Часть 1
Ход работы
Стакан с водой ставим на спичечный коробок.
Резким ударом линейки коробок выбиваем из-под сосуда. Стакан оказывается на столе на месте коробка.
Опишите свои наблюдения
Часть 2
Ход работы:
Установите с помощью штатива две наклонные плоскости под одинаковым углом
Отпустите одновременно две банки. Опишите свои наблюдения.
Ответьте на вопрос:
Какая из банок, пустая или с песком проедет большее расстояние по горизонтали.
Затем на горизонтальную поверхность насыпьте немного песка. Опыт повторите. Опишите свои наблюдения
Сделайте вывод
В ходе выполнения проекта учащиеся используют межпредметные связи, знакомятся с профессиями, ищут более эффективные пути решения задач проекта, учатся сетевому общению в Интернете, знакомятся с особенностями проектной методики обучения. Проект создается на основе проведенных исследований, обзора литературы, использования медиа-ресурсов.
Итоговым продуктом проекта является создание презентации или буклета, в которых отражены результаты исследований.
Как поставить учащегося в условия, способствующие самостоятельному выдвижению гипотезы исследования и постановке цели? Основное здесь – многофакторное, всестороннее исследование явлений, ситуаций, процессов, а затем отработка навыков решения задач. Именно этот этап пропущен в традиционном подходе, именно здесь возникает противоречие с требованиями стандарта второго поколения. [3]
Следующий пример урока в 7 классе по теме «Расчет массы и объема тела по его плотности» с применением исследовательской деятельности учащихся . На предыдущих уроках ребята познакомились с физической величиной «Плотность» и проделали 2 лабораторные работы, в ходе которой научились опытным путем находить объемы тел и плотности различных веществ.
Цель урока: уметь определять массу, объём и плотность тел экспериментально, уметь решать задачи, применяя формулу плотности.
В каждой группе 1 руководитель эксперимента, 1 лаборант и 2 статиста. Руководитель эксперимента дает задания лаборанту и статистам, контролирует всю работу в группе. Все вопросы в группе задаются руководителю, и только руководитель эксперимента может задать вопрос учителю.
Пример задания для группы:
1 группа: Определить из какого вещества изготовлен ключ
Оборудование: мензурка, весы с разновесами.
При выполнении заданий не забывайте про технику безопасности при работе с мензурками, весами и телами.
Алгоритм для руководителя эксперимента
Лаборант наливай воду в мензурку, измеряй объём налитой жидкости.
Первый статист записывай объем налитой жидкости V1=___см3.
Второй статист переводи объем налитой жидкости в V1=___м3
Лаборант опускай ключ в мензурку, измеряй объем жидкости с ключом.
Первый статист записывай объем жидкости с ключом V2=___ см3.
Второй статист переводи объем жидкости с ключом в V2=___ м3
Первый статист вычисли объем вытесненной жидкости ключом по формуле V = V2-V1
Лаборант уравновесь весы. Клади на левую чашу весов ключ, на правую чашу разновески для равновесия весов.
Второй статист запиши массу ключа: m = ___г.
Первый статист переведи массу ключа из граммов в килограммы m =___кг.
Статисты вычислите плотность ключа по формуле : ρ = 
,ρ = _кг/ м3.
Лаборант по таблице плотностей (см. таблицу в учебнике), определи из какого вещества изготовлен ключ.
Вывод по работе:
Наша задача была…
Для этого мы: …
Проделав эксперимент, мы пришли к выводу что, …
После экспериментальной работы дети делают вывод. В конце урока проводится рефлексия.
В своей работе ставлю цель: включить всех обучающихся в исследовательскую деятельность. Разница лишь в том, что большинство учеников занимаются ею только на уроках, где используются элементы проектной деятельности, и несколько человек продолжают более серьезные исследования во внеурочное время. Мне повезло: я - учитель физики, науки, тесно связанной с биологией, математикой, химией, экологией. Физика мертва без эксперимента, а дети любят его. Поэтому ежегодно находятся учащиеся, с интересом занимающиеся исследовательской деятельностью по предметам естественнонаучного цикла.
Проектная деятельность в сочетании с исследовательской используется не только на уроках, но и во внеурочной деятельности учащихся. Итогом ее является созданная обучающимся совместно с учителем проектная работа. Защита готовых проектов ежегодно проходит на школьной научно-практической конференции учащихся. С проектом «Создание проектора в домашних условиях» моя ученица приняла участие в конференциях разного уровня: школьный, муниципальный, региональный. Награждена дипломом межрегиональной конференции исследовательских и проектных работ учащихся (КИПР-2014).
Я руководствуюсь нормами этапов исследования:
постановка проблемы;
изучение теории, связанной с выбранной проблемой, степени ее изученности;
выдвижение гипотезы исследования;
подбор методик и практическое овладение ими;
сбор собственного материала;
его анализ и обобщение;
собственные выводы;
презентация выполненного исследования в выбранной форме.
Проектно-исследовательская деятельность позволяет мне:
Побудить интерес учеников к школьному предмету;
обучить детей находить некую значимую для них проблему и решать её путем творческого поиска и применения интегрированного знания;
подвести ребят к осмыслению значимости предполагаемых результатов в практической, творческой и познавательной деятельности;
развить творческие, исследовательские способности и применить их на практике;
научить детей алгоритму выполнения этапов проекта;
создать условия для самостоятельной деятельности учащихся в ситуации выбора;
правильность, грамотность речи ученика, разнообразие тона голоса
Приобщить ученика к научно-исследовательской деятельности должен учитель. А для этого педагог сам должен творчески относиться к любому виду своей профессиональной деятельности, будь то составление календарно-тематического планирования, разработка урока, подбор заданий, обобщение распространении собственного педагогического опыта, участие в конкурсах и конференциях. Это условие является важным фактором реализации эффективных изменений в образовании.
Литература.
1. Ковалева С.Я. Об исследовательской и проектной деятельности учащихся // Физика в школе, 2010.№16.
2. Савенков А.И. Исследовательское обучение и проектирование в образовании //Исследовательская работа школьников. 2004.№1.
3. Никифоров Г.Г. Фронтальный эксперимент при переходе к стандарту второго поколения: от обычной школы к цифровой // Физика в школе, 2010№16.
4. Коршунова О.В. Учет особенностей мышления при обучении физике (интегративно-дифференцированный подход): дистанционный курс повышения квалификации учителей в педагогическом университете «Первое сентября», 2006. [Электронная версия] URL: http://edu.1september.ru/courses/16/005/
5. Чан Г.М., Пермяков О.Г., Кондрашова Л.Г. Я, будущее и энергия: Методическое пособие по курсу предпрофильной подготовки учащихся основной школы, 2010г.
6. Петрова В.Г.Организация научно-исследовательской работы учащихся, склонных к изучению предметов естественнонаучного цикла: Фестиваль педагогических идей «Открытый урок», «Первое сентября», 2013 [Электронная версия] URL: http://festival.1september.ru/articles/638320/
