Формирование у учащихся УУД в процессе урочной и внеурочной экспериментальной деятельности по физике в условиях внедрения ФГОС.
статья по физике на тему

Проектная работа

ТЕМА: «Формирование у учащихся УУД в процессе урочной и внеурочной экспериментальной деятельности по физике в условиях внедрения ФГОС» .

Выполнила:

                 Курочкина Юлия Александровна –

учитель физики

МБОУ

                                                                              «Школа №127»

Приволжского    

                                                                               района города Казани

Содержание:

1. Постановка проблемы……………………………………………….………...3
2. Цель проекта……………………………………………………….…………..3
3. Задачи проекта…………………………………………………..……………..4

4.  Ожидаемые результаты реализации проекта………………………...………4

5. Методы диагностики…………………………………………………..………5

6. Целевая группа проекта…………………………………….…………………5

7. Срок реализации проекта……………………………….………………….….5

8.Место реализации проекта…………………………………………………….5

9. Этапы реализации проекта…………………….……………….…………..…5

10.План мероприятий по реализации проекта...………………………..……...6

11.   Введение……..…………….…………………………………………..........9

12.  Основная часть…………………………………….………………..………9

13. Заключение…………………………………………………………………24

14. Литература и ресурсы…….………………………………….….............26-26

15. Приложение 1.………………………………………………....................28

Постановка проблемы

Современному информационному обществу требуется деятельный, активный человек, который может пополнять свои знания в течение всей жизни, находить нужную информацию и пользоваться ею. Роль педагогов в средней школе на сегодняшний день сводится не только к сообщению новых знаний, но и к организации такого процесса обучения, при котором учащийся должен сам приобретать знания. В связи с этим проблема формирования УУД (когнитивных умений) учащихся считается приоритетной дидактической проблемой. И именно на это следует обратить особое внимание в условиях внедрения ФГОС,  где прописаны требования применения универсальных учебных действий, и в частности, когнитивные (познавательные) умения обучаемого, которые имеют самый общий смысл и определяются человеческой природой обучаемого, таких как: самостоятельность, интерактивность, мультимедийность обучения и  внедрения новых ТСО.

Следовательно, общеобразовательная школа в настоящий момент должна формировать не только систему специальных, предметных знаний, но и умения самостоятельно приобретать знания или так называемые когнитивные умения. Высокий уровень развития таких умений позволит учащемуся в дальнейшем не только стать конкурентоспособным специалистом в своей отрасли, но и быть самоорганизующейся, саморазвивающейся личностью, способной к постоянному пополнению своих знаний.

Физика как учебный предмет располагает большими возможностями для развития когнитивных умений учащихся.

Цель проекта

Создание методики формирования когнитивных умений учащихся в

процессе урочной (технологическая карта уроков) и внеурочной экспериментальной деятельности. (создание проектов)

Задачи проекта

 1. На основе анализа психолого-педагогической и методической литературы уточнить понятия «умение», «когнитивное умение», определить структуру когнитивных умений.

2.  Выявить состояние проблемы формирования когнитивных умений учащихся и проблемы организации их урочной и внеурочной деятельности.

4. Разработать модель методики формирования когнитивных умений учащихся на уроках физики и во время внеурочной деятельности .

5.  Проверить эффективность разработанной методики в педагогическом эксперименте.

Ожидаемые результаты реализации проекта

Методы диагностики

1. Проведение открытых уроков и  реальных физических экспериментов в лабораторных условиях.
2. Создание простейших физических моделей, описывающие реальный физический эксперимент.
3. Оценка повышения качества знаний, полученные в результате четкого усвоения материала.

Целевая группа

Учащиеся  9 класса

Срок реализации проекта

 2015-2017 учебный год

Место реализации проекта

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №127» Приволжского района города Казани;

Пояснительная записка

Введение

В качестве учебного предмета физика в школе формирует систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения физики основное внимание уделяется не передаче готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению. Значение физики как составной части общего образования состоит в том, что она вооружает обучающихся научным методом познания, позволяющим получать объективные знания об окружающем мире, позволяет наиболее эффективно формировать все виды универсальных учебных действий и тем самым дает учащимся возможность использовать полученные знания в повседневной жизни.

Основная часть

Базовые когнитивные умения

Когнитивные (познавательные) умения обучаемого имеют самый общий смысл и определяются человеческой природой обучаемого. Блок состоит из следующих умений, а желательно навыков:

– наблюдать;

– сопоставлять и противопоставлять факты и явления;

– сравнивать новое с ранее известным;

– мыслить логически;

– мыслить нелогически;

– использовать приемы мышления (индукцию и дедукцию);

– строить модели;

– систематизировать и классифицировать;

– структурировать;

– проводить мысленный эксперимент.

 Для реализации каждого из этих умений необходимо уметь выполнять более простые действия. Например, умение мыслить логически предполагает наличие следующих умений:

– идеализировать;

– сравнивать;

– анализировать;

– обобщать;

– абстрагироваться;

– конкретизировать.

Каждое из перечисленных умений, в свою очередь, можно разложить на еще более простые умения. Например, умение обобщать состоит из умений:

– сопоставлять анализируемые понятия;

– выделять в каждом из понятий общие признаки и называть их;

– объединять понятия по этим признакам.

 Методологические умения. Методологические умения определяют подход к познанию.

Ими являются умения:

– выделять в объекте предмет изучения;

– выявлять причину и следствие;

– учитывать количественную и качественную стороны явления;

– выявлять и разрешать противоречия;

– переходить от всестороннего рассмотрения к конкретному;

– придерживаться объективно-реального подхода к действительности;

– рассматривать любое явление с учетом условий его существования;

– переходить от живого созерцания к абстрактному мышлению, а от него к практике;

– видеть частное в общем;

– формулировать цель деятельности;

– выбирать соответствующие средства, способы и методы для достижения поставленной цели;

– отделять существенное от несущественного;

– выявлять проявление общих закономерностей;

– критически относиться к достигнутым результатам;

– преобразовывать и перегруппировывать изучаемый материал.

Каждое умение из этого блока является составным и может быть разложено на более простые умения.

Например, умение рассматривать любое явление с учетом условий его существования включает в себя следующие умения:

– учитывать условия существования;

– учитывать существенное в процессе (явлении) в данный момент развития.

 Общие умения. Общие умения выполняют организационные, обеспечивающие и исполняющие функции. В их состав входят следующие умения:

– планировать и организовывать как свою деятельность в целом, так и отдельные действия;

– осуществлять самоконтроль;

– накапливать и систематизировать знания;

– выражать свои мысли словами;

– формулировать нестандартные вопросы;

– организовывать собственную мыслительную деятельность;

– выражать оценочные суждения;

– искать и исправлять свои ошибки;

– планировать самостоятельную работу;

– доводить начатое дело до конца;

– делать выводы;

– организовывать свои действия в соответствии с заранее намеченным планом.

Укажем состав одного из перечисленных умений – организовывать собственную мыслительную деятельность. В него входят следующие умения:

– характеризовать изучаемое понятие максимальным количеством признаков;

– выделять существенные признаки изучаемого понятия;

– объединять понятия по общим признакам;

– структурировать изучаемый материал.

 Для обучения весьма полезными являются умения:

– находить информацию по оглавлению, справочнику и словарю;

– пользоваться информационно-поисковыми системами (каталогами);

– правильно хранить литературные данные;

– владеть языком символов;

– писать грамотно;

– работать с учебниками и другой литературой;

– работать на лекции

 В свою очередь – работать с учебниками – состоит из следующих умений:

– выделять в прочитанном главные идеи и опорные понятия;

– выявлять связи между фактами, закономерностями и понятиями;

– разбивать по смыслу и группировать материал;

– самостоятельно формулировать выводы из прочитанного;

– составлять план воспроизведения прочитанного;

– конспектировать прочитанное.

      Когнитивные ((от англ. cognitive- познавательный)  универсальные учебные действия разделяются на общеучебные и логические УУД.

1. Общеучебные УУД включают в себя:

 •самостоятельное выделение и формирование познавательной цели;

 •поиск и выделение необходимой информации, с применением методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;

 •структурирование знаний;

 •выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;

 •рефлексию способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности;

 •смысловое чтение, при котором происходят процессы постижения учеником ценностно-смыслового содержания текста, т. е. осуществляется процесс интерпретации, наделения текста смыслом;

• умение адекватно, осознанно и произвольно строить речевые высказывания в устной и письменной речи;

• действие со знаково - символическими средствами (замещение, кодирование, декодирование, моделирование).

На уроках физики учащиеся должны воспринимать, перерабатывать предъявлять информацию в словесной, образной и символической формах,

анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание прочитанного текста, находить ответы на поставленные вопросы и излагать его, приобретают опыт самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий для решения познавательных задач.

Знакомство с любой новой физической величиной предусматривает действие со знаково-символическими средствами. Большой опыт на уроке физике обучающиеся приобретают в кодировании и декодировании  приобретенной информации с помощью формул.

2) Универсальные логические действия.

В рамках обучения под логическим мышлением понимается способность и умение производить простые логические действия (анализ, синтез, сравнение, обобщение и т.д.).

Совокупность логических действий представляет собой:

• сравнение конкретно-чувственных и иных данных (с целью выделения тождеств), различия, определения общих признаков и составление классификации;

•анализ - выделение элементов, расчленение целого на части;

•синтез - составление целого из частей;

•сериация - упорядочение объектов по выделенному основанию;

• классификация - отношение предмета к группе на основе заданного признака;

• обобщение - генерализация и выведение общности для целого ряда или класса единичных объектов на основе выделения сущностной связи;

• доказательство, установление причинно - следственных связей, построение логической цепи рассуждений;

• установление аналогий.

Модель критериев и уровней УУД.

В соответствии с этой моделью можно выделить три основных уровня сформированности умений - низкий, средний, высокий. Охарактеризуем каждый из этих уровней:

• Первый уровень (низкий) характеризуется тем, что обучаемый выполняет лишь отдельные операции; причем последовательность их не продумана, действие в целом не осознано.
• Второй уровень (средний) характеризуется тем, что учащийся выполняет все операции (действия), из которых складывается действие (деятельность) в целом, но последовательность их выполнения недостаточно продумана, действие выполняется недостаточно осознанно.
• Третий уровень (высокий) характеризуется тем, что обучаемый выполняет все операции, последовательность их выполнения достаточно хорошо продумана, действие в целом вполне осознано.

Для реализации  формирования когнитивных ( познавательных) УУД необходимо определить начальный уровень когнитивных умений учащихся. Для этого учитель составляет для учащихся проверочную работу, по результатам которой можно определить уровень какого-либо когнитивного умения, например, уровень развития умения работать с текстом.

Сформулируем следующим требования к данной проверочной работе:

а) используется материал по физике;

б) вопросы должны быть разного уровня сложности;

в) по результатам проверочной работы можно определять сформированность большого спектра когнитивных умений;

г) по результатам проверочной работы можно определять уровень развития когнитивных умений, используя шкалы для подсчета уровня полноты, последовательности и осознанности действий.

1. Определить полноту выполняемых операций

2. Определить последовательность выполнения действий ( Р)

Для определения последовательности выполнения действий ( Р), учитель анализирует ответы учеников на вопросы типа «составьте определение из словарика», «постройте логическую последовательность» и присваивает в зависимости от степени последовательности полноты действий коэффициенту р определенное значение (таблица 1)

Таблица 1 Определение последовательности выполнения действий (Р)

3. Определить степень осознанности действия «У».  Для определения степени осознанности действий , учитель анализирует ответы учеников на вопросы, в которых требуется установить соответствие или выполнить несколько операций и присваивает в зависимости от степени осознанности действий коэффициенту у определенное значение (таблица 2)

Таблица 2 Определение степени осознанности действия «У»

4. Определение уровня развития умения работать с текстом

р + у

где а - полнота выполняемых операций, р - последовательность выполнения действий, у - степень осознанности действия. По таблице определяем уровень развития умения (таблица 3).

Таблица 3 Определение уровня развития умения_

№ Уровень развития умения работать с текстом Границы значения К Ограничение

1 низкий 0,4 2 К < 0,7 а >0,4

2 средний 0,7 < К < 0,9 а >0,7

3 высокий а >0,9

Кроме определения уровня развития когнитивного умения, учитель совместно со школьным психологом определяет когнитивный стиль учащегося.

Для реализации  формирования когнитивных (познавательных) УУД, а также формирования навыков работы с источниками информации, навыков смыслового чтения целесообразно использовать  дискретный подход. Это позволяет систематизировать знания, учит ребят выделять основное, а задача учителя лишь направлять их мысли. Примером работы может служить таблица:

Таблица хорошо  запоминается и в дальнейшем используется как справочная. Она может быть полезна при решении задач, при выполнении тестовых заданий, при изучении нового материала, при выполнении экспериментальных заданий и лабораторных работ. Такие таблицы помогают освоить основной материал. Изучаемый материал связывается воедино, развивается логическое мышление, навыки самостоятельной работы с учебником, повышается активность обучающихся, растет интерес к предмету. Составить таблицу можно на уроке или дать в качестве домашнего задания.

При формировании когнитивных ( познавательных) УУД  можно использовать модель технологической карты формирования когнитивных умений учащихся основной школы по физике :

• Умение работать с текстом
• Умение самостоятельно ставить эксперимент
• Умение самостоятельно наблюдать и делать выводы.

Особую роль в формировании познавательных УУД играет работа учащихся над проектами,  подготовка к выступлению на ежегодной конференции «Науку постигать молодым». В основе этого метода лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического и творческого мышления

Метод проектов, с использованием информационных технологий, всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот вид работы органично сочетается с групповой деятельностью. Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы. Решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности, разнообразных методов, средств обучения, а с другой, предполагает необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей.

Применение компьютерных технологий повышает и стимулирует интерес учащихся к получению новых знаний, активизирует мыслительную деятельность, благодаря интерактивности, позволяет эффективно усваивать учебный материал.

На ступени основного общего образования стандартами второго поколения устанавливаются планируемые результаты освоения четырёх междисциплинарных учебных программ — «Формирование универсальных учебных действий», «Формирование ИКТ- компетентности обучающихся», «Основы учебно-исследовательской и проектной деятельности» и «Основы смыслового чтения и работа с текстом».

Государственные образовательные стандарты второго поколения требуют приоритета системно - деятельностного подхода к процессу обучения, развития у школьников умения проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных физических явлений и процессов, принципов действия важнейших физических устройств, для решения физических задач.

В современных условиях становится востребованным исследовательский тип мышления. И одним из эффективных средств организации образовательной деятельности, развивающим наблюдательность, внимательность и аналитические навыки, являются учебные исследования. Отсюда понятна необходимость создавать условия для развития навыков научного познания, позволяющих осваивать не готовые знания, а методы получения новых знаний.

На уроках физики максимально эффективно использование исследования, с учетом индивидуальных способностей учащихся. Это могут быть исследовательские работы, исследовательские лабораторные работы, кратковременные лабораторные работы или целые уроки-исследования. (План-конспект одного из них с указанием формируемых УУД представлен в приложении 1.)

Этот метод пригоден для развития  таких качеств личности, как мышление, познавательный интерес, активность, память, воля, навыки взаимодействия в группе, способность выражать свои мысли, а также эмоции. С уверенностью можно говорить о формировании всех видов универсальных учебных действий на таких уроках. Более того, учебные исследования дают возможность интегрировать теоретические знания и практические навыки путем творческого исследования под руководством учителя.  А, главное, у ребят активизируется интерес к учебе, научной деятельности и будущей профессии. 

Исследовательские лабораторные работы, проводимые как индивидуально, так и в группах, могут проходить по следующему плану: 
1. Учитель сообщает проблему, для решения которой проводится лабораторная работа. 
2. Проводится общее обсуждение проблемы. Планирование исследовательской деятельности, прогнозирование результатов.

3.Средства для достижения результатов учащиеся выбирают сами, т.е. становятся активными исследователями. 
4. Учитель управляет процессом исследований.

5.Знания учащимся не сообщаются. Учащиеся самостоятельно их получают в процессе исследования.

6. Индивидуально или  в группах делаются выводы.

 Универсальные учебные действия, которые формируются в процессе проведения учебного исследования, являются способами установления, описания и объяснения фактов: наблюдение, измерение, проведение экспериментов, построение эмпирических зависимостей, работа с источниками информации.

Исследовательский метод проведения занятий по физике помогает учащимся развить:

Познавательные УУД 

формулировка целей и задач; 
выдвижение гипотезы и предсказание результата; анализ и синтез; описание наблюдаемых явлений;  сравнение результатов исследования с планируемыми результатами; 

установление причинно-следственных связей
расчет погрешности вычисления; 

математическая обработка результата; 

использование математических символов; 
оформление результатов (схемы, таблицы, графики);

кодирование и декодирование информации (использование формул); обоснование доказательств.

     Современное общество все настойчивее ставит перед учителями задачу всемерного развития личностно значимых качеств учащихся. А одной из актуальных проблем  методики преподавании учителей физики является «Модернизация содержании и методики преподавания предмета « Физика» в условиях ФГОС ОО».  Богатейшие возможности для достижения этой цели предоставляют компьютерные технологии. Это мультимедийные обучающие программы, создание презентаций,  компьютерное тестирование и сеть Интернет, которая используется во внеурочной деятельности. Одна из основных целей внедрения компьютерных технологий является формирование достаточно полных, глубоких и прочных знаний по изучаемому предмету.

Практика показала, что учащиеся 9-х классов  умеют:

• обрабатывать  текстовую, цифровую, графическую и звуковую информацию при помощи соответствующих редакторов для подготовки проекта; 
• создавать слайды по данному учебному материалу, используя редактора презентации MS PowerPoint и демонстрировать презентацию на уроке; 
• осуществлять поиск необходимой информации в Интернете в процессе подготовки к проекту; 
• создавать web- страницы по интересующему вопросу учебного материала.

Есть разные мнения учителей о целесообразности использования компьютерных технологий в обучении физики. Лично для нас этот вопрос стал решенным, как только во внеурочное время учащиеся 9 класса создали проект «Сила трения» для учащихся  7 класса.  (Приложение 3)

       Таким образом, всестороннее использование возможностей ВТ во внеурочное время позволяет повысить эффективность обучения, улучшить учет и оценку знаний учащихся, освободить больше времени для оказания помощи учащимся. Компьютер дает  возможность  учащимся осуществлять обучение более интересными, увлекательными и современными.

 Тематика и характер исследовательских работ школьников могут быть различным. Интерес ребят к исследованию будет тем выше, чем актуальнее их работа и более практическое значение она имеет. Важно, чтобы каждый поиск, включал в себя элемент новизны.

Заключение

Говоря о формировании универсальных учебных действий, а именно когнитивных умений  обучающихся, мы говорим об умениях и навыках, которые позволят им самостоятельно усваивать новые знания, а также навыков самоорганизации своей деятельности по их поиску. Познавательная самостоятельность-качество социально активной личности, необходимое условие творческого успеха. Развитие творческой активности школьника в значительной степени зависит от самостоятельности его поисковой деятельности. Знания, приобретенные в результате собственного поиска, становятся средством обогащения опыта школьника, основой для получения новых знаний.

Уровень самостоятельности обучающихся зависит от степени сформированности учебных компетенций. Таким образом, основная цель, которая стоит перед учителем - научить детей самостоятельно добывать знания.

Задачи, которые предстоит решить:

• создание условий, пробуждающих самообразовательную активность обучающихся воспитанников;

•проблематизация учебного материала;

• направление учебного материала не только на поиск знаний в «чистом виде», но и на овладение способами познавательной деятельности, значимыми за пределами конкретного содержания;

• обеспечение эмоциональной поддержки, которая необходима, чтобы взяться за рисковое дело, т.е. высказывать свои мысли о чем-то неизвестном, эта задача выполняется за счет организации групповой работы;

• изучение понятий и свойств физических величин, явлений, законов;

• изучение практической направленности полученных знаний;

• формирование умений в их применении в исследовательской работе;

• формирование мотивации и опыта учебно-познавательной и практической деятельности.  

•способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;

• способствовать развитию логического мышления;

• развивать умению выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

• способствовать формированию научного мировоззрения;

• способствовать воспитанию: ответственного отношения к труду; культуры мышления и речи;

• пробуждать познавательный интерес к предмету и окружающим явлениям;

• развивать способности к сотрудничеству, общению, работе в коллективе;

• формировать умению критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие).

 Структура современных уроков  должна быть более разнообразной, что повышает интерес обучающихся к ним. Развивающим обучение делают деятельностностные формы, которые учитывают индивидуальные возможности ребенка. Представление о функциях, содержании, видах универсальных учебных действий и способах их формирования должно быть положено в основу всего учебно-воспитательного процесса.

Литература и ресурсы

1. Стандарты         второго        поколения «Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения» Основная школа Москва «Просвещение»2011г.
2. Анофрикова, С.В. Не учить самостоятельности, а создавать условия для ее проявления Текст. / С.В., Анофрикова // Физика в школе . -1995.-№3.
3. Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская, О.А. Карабанова, Н.Г.Салмина.
4. Культурно историческая, системно-деятельностная парадигма
5. проектирования стандартов школьного образования.
6. 3.Бухольцев С.Н. «Проектная деятельность на уроках физики» http://www.profistart.ru/ps/blog/20252.html
7. 4.Борисова Л.А. «Формирование исследовательских умений школьников при проведении лабораторных работ» Научно-методическая газета «Физика»№20/ 2010 Издательский дом «Первое сентября» 2010г.
8. Войтенкова Л.Г. «Исследовательская деятельность на уроках физики» http://neretina-iv.my1.ru/publ/issledovatelskaja_dejatelnost_na_urokakh_fiziki/1-1-0-15
9. Лебедева Н.А. «Метод проектов на уроке физики» http://schools.keldysh.ru/
10. Третьяков а, С.В. Естественнонаучные проекты как средство формирования учебно-информационых умений у учащихся при обучении физике Текст.: дис. . канд. пед. наук:13.00.02/Третьякова Светлана Владимировна. Москва, 2004.
11.  Третьякова, С.В. Проблемы работы с учебником Текст./ С.В. Третьякова //Физика: Еженедельное приложение к газете " Первое сентября". 2004. —№ 15.
12. Социальная сеть работников  образования http://nsportal.ru/
13. http://festival.1september.ru/articles/505540/

Приложение

Приложение 1

Пример технологической карты урока физики в соответствии с требованиями ФГОС

План-конспект урока по учебнику «Физика» 7 класс. Авторы: А.В. Перышкин

Тема: «Сила трения»

(Урок открытия новых знаний)

Технологическая карта изучения темы

Приложение 2

Ученический проект:

Презентации по теме сила трения;

WEB-сайт ;

Информационный буклет. (диск)