ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ
методическая разработка по астрономии (10, 11 класс)

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

 НА ТЕМУ:

 ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ

Преподаватель: Казакова Т.И.

Москва

2020

Содержание

Введение        3

1. Теоретические основы исследовательской деятельности        4-8

2. Характеристика видов исследовательской деятельности и ее           9-10

место в учебно-познавательной деятельности                                            

3. Организация исследовательской деятельности                                   11-17        

4.  Исследовательская деятельность обучающихся                                 18-26           на уроках физики                                                                

5. Организации исследовательской деятельности                                   27-31                                      по астрономии

Заключение        31

Литература         32

Приложения             33-45

Введение

Модернизация образования, введение в образовательное пространство таких категорий как системный анализ, информационные технологии, семиотика предполагают необходимость проектирования образовательной траектории каждого обучающегося, включая его в гибкую динамическую среду, отличную по содержанию и форме от традиционных уроков.        

Повышение качества образования и формирование у обучающихся ключевых компетенций – важнейшая задача модернизации школьного образования, которая предполагает активную самостоятельную позицию учащихся в учении; развитие общеучебных  умений и навыков: в первую очередь исследовательских, рефлексивных, самооценочных.

Модернизация общего образования в целом включает и реформирование физического образования. Физика как общеобразовательный предмет вносит свой вклад в решение задач обучения, воспитания и развития учащихся, подготовки их к труду и жизни. Оживить процесс обучения, создать атмосферу, сопутствующую поиску и творчеству, сделать учебную деятельность увлекательной и интересной, пробудить у учащихся тягу к знаниям поможет решить постановка ученика в условия исследователя, на место учёного или первооткрывателя.

Цель данной методической разработки: обобщение опыта организации исследовательской деятельности, дающей возможность обучающимся инициировать самостоятельное мышление для повышения качества обучения.

1. Теоретические основы исследовательской деятельности.

Среди важнейших задач, стоящих сегодня перед школой, следует назвать активизацию творческой познавательной деятельности, развитие теоретических и практических умений, овладение школьниками основами естественнонаучного мировоззрения. В фундаментальных исследованиях психологов и методистов показано, что учебно-познавательная деятельность, одной из форм которой являются исследования, играет важную роль в развитии обучающегося .

С точки зрения теории и практики образования наибольший интерес представляют научные исследования. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности в приобретении обучающимся навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции обучающегося в образовательном процессе на основе приобретения новых знаний.

Под учебно-исследовательской деятельностью обучающихся понимается деятельность, связанная с поиском ответа на творческую, исследовательскую задачу с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере.

Этапы учебного исследования:

 - определение или осознание цели исследования;

- установление объекта изучения;

- изучение известного об объекте, его элементах и связях между ними;

- постановка проблемы, принимаемой к решению, или осознание ее;

- определение предмета исследования;

- выдвижение гипотезы;

- построение плана исследования;

- осуществление намеченного плана, корректируемого по ходу исследования;

- проверка гипотезы, в том числе экспериментальная, если это необходимо;

- определение значения найденного решения избранной проблемы для понимания объекта в целом; определение сфер и границ применения найденного решения.

Исследовательские умения

Физика как учебный предмет обладает объективными возможностями для развития общих исследовательских умений и для становления и развития личности ученика при его включении в различные виды познавательной деятельности в учебном процессе.

Основные виды учебных умений: познавательные, практические, организационные, самоконтроля, оценочные.

К основным познавательным умениям (умения самостоятельно приобретать знания) относятся:

а) работа с учебной и научно-популярной литературой, ресурсами Интернета, а на этой основе умения самостоятельно приобретать и углублять знания;

б) проведение наблюдения и формулировки вывода, моделирование и построение гипотезы; в) самостоятельно ставить эксперимент и на его основе получать новые знания, объяснение явления и наблюдаемых фактов на основе имеющихся теоретических знаний, предсказывание следствий из теорий.

К практическим умениям относятся умения пользоваться измерительными приборами, производить математическую обработку результатов измерений, решать различные виды учебных задач.

К организационным умениям относятся умения планировать свою деятельность и правильная организация своего рабочего места во время занятий и лабораторных работ.

К оценочным умениям относятся умения давать социально-экономическую и экологическую оценку полученным значениям величин в результате решения вычислительных или экспериментальных задач, достоверности результатов измерений.

Умения, необходимые в решении исследовательских задач: умение видеть проблемы; умение задавать вопросы; умение выдвигать гипотезы; умение давать определение понятиям; умение классифицировать; умение наблюдать; умение проводить эксперименты; умение делать выводы и умозаключения; умение структурировать материал; умение доказывать и защищать свои идеи.

Виды учебно-исследовательской деятельности

Основными видами учебно-исследовательской деятельности обучающихся являются:

• проблемно-реферативный: аналитическое сопоставление данных различных литературных источников с целью освещения проблемы и проектирования вариантов ее решения;
• аналитико-систематизирующий: наблюдение, фиксация, анализ, синтез, систематизация количественных и качественных показателей изучаемых процессов и явлений;
• диагностико-прогностический: изучение, отслеживание, объяснение и прогнозирование качественных и количественных изменений изучаемых систем, явлений, процессов;
• изобретательско-рационализаторский: усовершенствование имеющихся, проектирование и создание новых устройств, механизмов, приборов;
• экспериментально-исследовательский: проверка предположения о подтверждении или опровержении результата;
• проектно-поисковый: поиск, разработка и защита проекта - особая форма нового, где целевой установкой являются способы деятельности, а не накопление и анализ фактических знаний .

Экспериментально-исследовательская деятельность

Исходя из специфики физики как опытной науки, выявлена взаимосвязь повышения продуктивности и гибкости мышления школьников с постановкой исследовательских заданий экспериментального характера. При этом значительная роль отводится основной школе.

Экспериментально-исследовательские задания – это такие задания, в которых на основе теоретического анализа ситуации возможно предсказание результатов исследования. Цель эксперимента - создание условий для развития исследовательского мышления и формирования навыков самостоятельной экспериментальной деятельности. Эксперимент позволяет поднять учащихся на более высокий уровень развития познавательного интереса, так как он связывает теорию с практикой, показывает применение теоретических знаний и необходимость их экспериментального подтверждения.

Формы организации учебных занятий, направленных на развитие у ребят самостоятельного экспериментирования, весьма разнообразны: творческий лабораторный практикум, творческие экспериментальные задания, домашние экспериментальные задания, индивидуальное учебное исследование, практикум по моделированию физического эксперимента. Эти формы организации учебных занятий реализуются через проблемно-поисковый, экспериментально-исследовательский и исследовательские методы обучения.

Проектно-исследовательская деятельность

Самой эффективной в плане формирования ключевых компетенций у обучающихся является проектная исследовательская деятельность — деятельность по проектированию собственного исследования, предполагающая выделение целей и задач, выделение принципов отбора методик, планирование хода исследования, определение ожидаемых результатов, оценка реализуемости исследования, определение необходимых ресурсов. Является организационной рамкой исследования .

Эксперимент, в данном случае, служит толчком для создания новых технологий обучения, например, метода проблемного подхода к изучению нового материала. Это дает возможность сформулировать у обучающихся активное восприятие темы и получить полное представление о деятельности исследователя на различных этапах его экспериментальной работы.

Исследовательские задания

В качестве основного средства организации исследовательской работы выступает система исследовательских заданий. Исследовательские задания – это задания, содержащие проблему; решение ее требует проведения теоретического анализа, применения одного или нескольких методов научного исследования, с помощью которых обучающиеся открывают ранее неизвестное для них знание.

Познавательные задачи –   специально подобранные учебные задачи, которые не должны быть надуманными, а должны быть как бы выхваченными из окружающей действительности.  Одним из составляющих элементов организации познавательной деятельность на уроке является постановка и решение проблемы. Проблема - сложная познавательная задача, решение которой представляет существенный практический или теоретический интерес.

Творческие задачи могут носить форму загадки, составлены на основе необычного и интересного текста, содержат вопрос или задание, ответ на которые требует понимания физического явления.

Урок-исследование. Физическое явление, изучение которого предусмотрено программой по физике, предлагается для самостоятельного наблюдения под руководством учителя.

Ход исследования можно представить в виде цепочки:

• Обоснование темы;
• Постановка целей и задач
• Определение объекта и предмета исследования
• Разработка гипотезы исследования
• Непосредственно исследования
• Результаты
• Оценка полученных результатов и выводы.

Из всего многообразия видов работ, развивающих самостоятельность ребят, можно выделить конструкторскую, в ней заложены широкие возможности формирования умения думать, использовать свои теоретические знания, вести исследования, работать с ручным материалом, справочной литературой.

Организация исследовательской деятельности – один из способов развить систему определенного уровня мышления, раскрыть творческие способности учащихся, обучение на новом качественном уровне.

Основным средством организации различных видов учебно-исследовательской деятельности являются задания, активизирующие познавательную деятельность. В ходе решения исследовательских задач формируются исследовательские умения обучающихся.

2. Характеристика видов исследовательской деятельности

В организации исследовательской работы большое значение имеет отбор учебного материала для всех исследований, который должен строго соответствовать основным принципам дидактики: научности, систематичности, последовательности, доступности, наглядности, индивидуальному подходу к учащимся в условиях коллективной работы, развивающему обучению, связи теории с практикой.

Исследовательскую деятельность можно организовывать на различных этапах урока; на различных типах уроков; на элективных курсах; а также во внеурочной деятельности. Система работы с обучающимися отражена в схеме 1.

Схема 1

Работа по формированию исследовательских умений должна осуществляться, главным образом, на уроках: на уроках изучения нового материала, уроках решения задач, уроках лабораторных работ. На учебном занятии возможно применение исследовательского метода обучения, нетрадиционных форм занятий, домашних заданий исследовательского характера. Этому способствуют и современные интерактивные технологии, такие как методы проектов и проблемного обучения, а также информационные технологии.

Исследовательская деятельность учащихся многогранна и может быть организована на любом этапе обучения физике: при изучении физической теории; при решении задач; при проведении демонстрационного эксперимента; при выполнении лабораторных работ. Массовая внеурочная работа – это интеллектуальные игры, олимпиады, конференции, телекоммуникационные проекты. Игры организуются в рамках предметных недель.

В идеале исследовательская деятельность должна встраиваться в классно-урочную систему так, чтобы учитель мог сам компоновать необходимые ему учебные модули из отдельных элементов, они должны максимально учитывать действующие учебные программы и требования к учащимся. 

3. Организация исследовательской деятельности

При организации исследовательской деятельности  необходимо подбирать правильно методы, средства и приемы обучения. Основной метод – продуктивный (проблемно – поисковый, эвристический), который предполагает самостоятельное усвоение знаний и способов действий, развитие творческого мышления, перенос знаний в незнакомую ситуацию, видение новой проблемы в традиционной ситуации, преобразование известных способов деятельности и самостоятельное создание новых.

Основные средства, которые нужно использовать учителю:

• образец решения задачи;
• алгоритмическое предписание;
• обучение эвристическим методам решения задач на большом числе примеров;
• самостоятельное и заинтересованное решение обучающимися задач, способ решения которых им неизвестен, но материал которых не выходит за рамки их знаний.

Этапы работы учителя при организации исследований:

1.  Мотивация исследовательской деятельности – очень важный этап процесса обучения, если мы хотим, чтобы оно было творческим. Целью мотивации, как этапа урока, является создание условий для возникновения у ученика вопроса или проблемы.
2. Цель исследовательской деятельности – формирование определенных исследовательских умений.
3. Программа действий: при организации образовательного процесса на основе исследовательской деятельности на первое место встает задача проектирования исследования.

1. Планирование деятельности обучающихся.
2. Выполнение исследований.
3. Результаты деятельности обучающихся.
4. Анализ полученных результатов.
5. Корректировка результатов.

4. Результаты  исследовательской деятельности (формирование исследовательских умений).

В зависимости от уровня сложности  и  подготовки обучающихся выделяются несколько уровней такого рода обучения. На первом уровне преподаватель ставит проблему и намечает методы ее решения. На втором уровне преподаватель только ставит проблему, учащиеся самостоятельно находят методы ее решения. На третьем уровне учащиеся самостоятельно формулируют проблему и предлагают методы ее решения.

Модели организации учебно-исследовательской деятельности обучающихся на различных уровнях обучения представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Этапы исследовательской деятельности обучающихся

Основные этапы учебного исследования, осуществляемые обучающимися:

1. Мотивация исследовательской деятельности.
2. Формулирование проблемы.
3. Сбор, систематизация и анализ фактического материала.
4. Выдвижение гипотез.
5. Проверка гипотез.
6. Доказательство или опровержение гипотез.

Одним из способов осуществления мотивации может служить исходная (мотивирующая задача), которая должна обеспечить «видение» учащимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задачи.

Этап формулирования проблемы – самый тонкий и «творческий» компонент мыслительного процесса. В идеале сформулировать проблему должен сам ученик в результате решения мотивирующей задачи. Однако в реальной школьной практике такое случается далеко не всегда: для очень многих школьников самостоятельное определение проблемы затруднено; предлагаемые ими формулировки могут оказаться неправильными. А поэтому необходим контроль со стороны учителя.

Сбор фактического материала может осуществляться при изучении соответствующей учебной или специальной литературы либо посредством проведения экспериментов, всевозможных наблюдений, измерения физических величин и т.д. Эксперименты не должны быть хаотичными, лишенными какой-либо логики. Необходимо задать их направление посредством пояснений, чертежей и т.п. Число испытаний должно быть достаточным для получения необходимого фактического материала.

Систематизацию и анализ полученного материала удобно осуществлять с помощью таблиц, схем, графиков и т.п. – они позволяют визуально определить необходимые связи, свойства, соотношения, закономерности.

Выдвижение гипотез. Полезно прививать учащимся стремление записывать гипотезы точно и лаконично. Не нужно ограничивать число предлагаемых учащимися гипотез. Проверка гипотез позволяет укрепить веру или усомниться в истинности предложений, а может внести изменения в их формулировки. Чаще всего проверку гипотез целесообразно осуществлять посредством проведения еще одного эксперимента. При этом новый результат сопоставляется с ранее полученным результатом. Если результаты совпадают, то гипотеза подтверждается, и вероятность ее истинности возрастает. Расхождение же результатов служит основанием для отклонения гипотезы или уточнения условий ее справедливости.

На последнем этапе происходит доказательство истинности гипотез, получивших ранее подтверждение; ложность же их может быть определена с помощью контрпримеров. Поиск необходимых доказательств часто представляет большую трудность, поэтому учителю важно предусмотреть всевозможные подсказки.

При выполнении работы исследовательского характера, учащиеся должны сами составлять план и этапы выполнения эксперимента, определять необходимое оборудование для выполнения работы, ставить задачи и находить пути их решения, делать выводы. Тогда это и будет – исследовательская работа.

По умению выполнять самостоятельную исследовательскую деятельность возможно формирование групп учащихся: 1-я группа – учащиеся, действующие продуктивно, способные включаться в самостоятельную исследовательскую деятельность, активно в ней участвовать, делать анализ материала, формулировать выводы; 2-я группа – учащиеся, способные включаться в самостоятельную исследовательскую деятельность с помощью учителя, действующие медленнее и менее продуктивно; 3-я группа – учащиеся, у которых недостаточно развиты познавательные способности, действующие по образцу, неспособные вести самостоятельные исследования.

4. Исследовательская работа на уроках физики и во внеурочное время.

Организация проектно-исследовательской деятельности на уроках физики, несомненно, является одним из приоритетов современного урока. Происходящие изменения в современном обществе требуют от обучающихся навыков самостоятельно приобретать знания, быстро находить оптимальные решения, уметь адаптироваться в изменяющихся условиях, быть коммуникабельными и уметь аргументированно отстаивать свою точку зрения.

Для решения этих и других педагогических задач, как нельзя лучше подходят исследовательская работа на уроках и учебный проект. Исследовательская работа с точки зрения преподавателя – это дидактическое средство развития, обучения и воспитания, которое позволяет вырабатывать и развивать специфические умения и навыки исследования у обучающихся, а именно, учить проблематизации, целеполаганию и планированию содержательной деятельности, самоанализу и рефлексии; представление результатов своей деятельности и хода работы, презентации в различных формах с использованием специально подготовленного продукта проектирования, поиску и отбору актуальной информации и усвоению необходимого знания, практическому применению полученных знаний в различных, в том числе и нетипичных ситуациях, выбору, освоению и использованию подходящей технологии изготовления продукта проектирования, проведения исследования.

При планировании учебных проектов очень важно, на мой взгляд, подобрать такие проблемные вопросы, которые будут пробуждать любопытство, желание узнать правильный ответ, являлись бы стимулом для всей последующей работы.

 Для успешной исследовательской деятельности необходимо выработать у учащихся элементарные навыки этой работы и пробудить интерес к исследовательской работе.

              Важно научить учащихся:

-       ставить цель;

-   составлять план исследований;

-      подбирать необходимые приборы и материалы;

-      собирать необходимые установки;

-        проводить исследования и формулировать выводы.

               А также

-       ознакомить учащихся с методами научных исследований по физике, который можно представить в виде следующей цепочки: 

теоретическое предвидение → разработка рабочей гипотезы → наблюдения → эксперимент → анализ экспериментальных фактов и выводы из них → проверка выводов на практике.   

        Оглянувших вокруг, можно найти много вопросов, требующих исследований.

 Например:                              

 -    Почему жужжит пчела?

-        Что поднимает в воздух самолёт?

-     В чём причина полярных сияний?

-        Через какое время после того, как в цепи пошёл ток, лампочка начинает светиться?

Нередко подобные вопросы нужно не просто объяснить, а оценить величины того или иного эффекта и подкрепить объяснение расчётом или экспериментом. Поиск ответов на такие вопросы заставит учащихся обратиться к дополнительной литературе, учебнику. Что ж, этого нам и надо, ведь и физики - профессионалы пользуются чужими результатами и редко начинают работу на пустом месте.

 Исследовательская деятельность учащихся многогранна и я организую её на любом этапе обучения физике:

-        при изучении физической теории;

-        при решении задач;

-        при проведении демонстрационного эксперимента;

-        при выполнении лабораторных работ.

          А также провожу:

-        исследования в рассказах;

-        исследования практических вопросов;

-        исследования с помощью самодельных приборов;

-        исследования дома и на улице;

-       проектную и  исследовательскую деятельность учащихся.

            Примеры:

1.     Исследовательский метод очень эффективен при изучении физической теории. Так, после изучения темы «Магнитное поле тока» выдвигаю проблему: с помощью тока можно получить магнитное поле, а нельзя ли  с помощью магнитного поля или магнита получить электрический ток? Из предложенных приборов учащиеся выбирают нужные, вносят предложения, проводят эксперименты, делают выводы.

2.    В лабораторные работы  вношу дополнительные задания исследовательского характера. Например, в работе «Измерение оэффициента трения» даю задание: исследуйте, как зависит коэффициент трения от прижимающей силы.

3.     На уроках стараюсь решать больше экспериментальных задач. 

Например: Исследуйте, изменяется ли сопротивление волоска спирали электрической лампы при изменении яркости свечения.  Как распределяются токи в ветвях параллельного соединения?

4.     Даю задания для домашних исследований: как зависит скорость протекания диффузии от температуры? Как зависит скорость испарения жидкости от рода, температуры и площади свободной поверхности жидкости? Как осуществляется процесс кипения жидкости?

5.     Организую изготовление учащимися самодельных приборов и проведение с их помощью различных исследований. Например, исследовать зависимость влажности  воздуха от температуры  с помощью самодельного прибора для измерения точки росы.

4.  Исследовательская деятельность обучающихся на уроках физики

В своей практике я стараюсь организовывать исследовательскую деятельность с применением различных методов, приемов, заданий, позволяющих активизировать познавательный процесс на уроке. Характер заданий при исследовательском методе может быть самым разным: классные лабораторные работы и домашние практические задания; решение аналитических проблем; задания кратковременные и предполагающие необходимым определенный срок (неделю, месяц); задания групповые и индивидуальные; работы для участия в учебно-исследовательских проектах.

Познавательная задача. При изучении нового материала познавательная задача используется в качестве мотивирующей. Через постановку познавательных задач осуществляется развитие самостоятельности и активности учащихся на уроках физики.

Первый урок по теме «Кинематика» можно начать со следующей задачи: представьте, что мы едем по загородному шоссе и нам необходимо определить нашу скорость, чтобы проверить спидометр. Что у нас для этого имеется, и каковы должны быть наши действия? В ходе беседы выясняем, что для измерения времени нам необходимы часы, а для измерения расстояния можно воспользоваться указателями вдоль дороги.

При построении математической модели ситуации изображаем прямолинейный участок шоссе, километровые столбики (см. рис. 1). Обращаем внимание на столбик, с которого мы начали считать («нулевой» столбик). Вводим понятие координатной оси, тела отсчета, системы отсчета. Вспоминаем формулу v = s/t. Построение математической модели ситуации решает поставленную проблему. В качестве домашнего задания учащимся предлагается придумать и подробно описать метод определения скорости течения реки.

В основе изучения физики лежат знания понятия, явления, закона. При решении задач новые понятия и правила обращения с ними не предлагаются в готовом виде, а конструируются как необходимые инструменты познания и преобразования окружающей действительности. При реализации такого подхода к преподаванию урок состоит из таких этапов:

1. постановка проблемы;
2. актуализация имеющихся знаний;
3. «создание» новых знаний в ходе совместной деятельности учителя и учащихся.

Поэтому процесс обучения может быть выстроен по схеме 1.

                                                                                                 Схема 1

Это – схема действий, к которой надо приучать учащихся. Приучать через совместную деятельность по преодолению затруднений при решении учебных задач (Приложение 1).

Творческие задачи. Решение творческих задач возможно на этапе закрепления знаний. После изучения темы «Оптическая сила линзы» можно предложить такую задачу: «Вот видите, старина! - вскричал Гедеон Спилет. - Огонь, настоящий огонь, на котором прекрасно изжарится эта чудесная дичь.

- Но кто... зажег его? - спросил Пенкроф». Каким образом был зажжен огонь, что для этого потребовалось?

На демонстрационном столе предложены варианты ответов: зеркала (плоское, выпуклое, вогнутое), плоскопараллельная пластина, призма, линзы (собирающая, рассеивающая). Для ответа на вопрос обучающиеся предлагают варианты, вспоминая свойства изображений, даваемых данными приборами.

По окончании обсуждения вариантов можно выдвинуть предположение о том, что это может быть собирающая линза.     Здесь уместен провокационный вопрос: «Любая ли собирающая линза способна зажечь огонь?» Практика показывает, что почти в каждом классе найдутся несколько человек, которые, зная, что линзы по-разному изменяют изображение, по аналогии скажут, что линза должна иметь достаточно большой диаметр. Далее им предлагается на практике проверить свое утверждение экспериментально с помощью модели линзы (см. рис. 2), проанализировать результаты опыта, сделать выводы.

Исследовательские задания. В процессе решения такого задания обучающиеся проводят исследования, которые характеризуются следующими методологическими категориями: проблема, тема, актуальность, объект исследования, предмет исследования, цель, задачи, гипотеза.

Исследование начинается с определения проблемы, которая выделяется для специального изучения. Исследователь должен ответить на вопрос: “Что надо изучить из того, что раньше не было изучено?” Проблема формируется в теме исследования. Выдвижение проблемы и формулирование темы предполагает обоснование её актуальности. Необходимо дать ответ на вопрос: “Почему надо изучить данную проблему”. Тема уточняет проблему, очерчивает границы исследования, конкретизирует основной замысел.

Объект исследования - круг изучаемых предметов или явлений. Необходимо ответить на вопрос “Что будем исследовать” Что рассматривается?”. Предмет исследования – включает связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данном исследовании. В каждом объекте можно выделить несколько предметов исследования. Предмет исследования отвечает на вопросы: “Когда?”, “В связи с чем?”, “В каких условиях?”. Цель исследования  -  это обоснованное представление об общих конечных или промежуточных результатах. Цель формулируется кратко и предельно точно, выражает то основное, что намеревается сделать исследователь. Цель конкретизируется и развивается в задачах исследования. Задачи исследования представляют алгоритм действий исследовательской работы, этапы достижения цели. Задачи всегда содержат искомое, требуемое, рассчитанное на совершенствование определенных действий, приложение усилий для продвижения к цели, для разрешения проблемы. Формулировка задач начинается с глаголов, которые показывают, что нужно сделать: выявить, проверить, провести анализ, обобщить, охарактеризовать, систематизировать. Первая задача связана с выявлением, уточнением, обоснованием сущности и структуры изучаемого объекта исследования. Вторая задача – с анализом реального состояния предмета исследования, динамики его развития. Третья задача со способностями преобразования, моделирования, опытно-экспериментальной проверки. Четвертая задача с выявлением путей и средств повышения эффективности совершенствования исследуемого предмета, т. е. с практическими аспектами работы. Гипотеза исследования – это обоснованное предположение о том, как, каким путем, за счет чего можно получить искомый результат. Гипотеза – это предположение, при котором на основе ряда факторов делается заключение о существовании объекта, связи или причины явления, причем этот вывод нельзя считать вполне доказанным (Приложение 2).

Наиболее существенным моментом исследовательской деятельности является высказывание гипотез и их проверка. Обучение выдвижению гипотез возможно с помощью познавательных вопросов, при этом необходимо обучать их постановке. Опыт показывает, что простого требования ставить вопросы на знание понятия, явления, закона или по тексту учебника недостаточно. Это стимулирует лишь выяснение фактического материала, иногда особенностей изучаемого. Нужны вопросы “Почему…?”, “Чем объяснить…?”, свидетельствующие о понимании самого главного в теме. 

Исследовательские задания могут быть средством изучения нового материала. Экспериментально-исследовательские задания являются основным видом творческих заданий, используемых на уроке и при объяснении нового материала, и при закреплении пройденного. 

Например, при изучении следствий из закона Ома для полной цепи обучающиеся работают в группах, выполняют дифференцированные экспериментально-исследовательские задания. Школьники сами ищут ответ на поставленный в задании вопрос, выдвигая гипотезу и проверяя ее экспериментально. Одно из заданий выполняется с использованием компьютерной модели, так как в условиях кабинета физики невозможно выполнение данного задания. В ходе исследовательской деятельности формируется умение предсказывать следствия из закона.

Учащимся предоставляется выбор степени сложности задания, в процессе работы используются рабочие листы с целью систематизации материала и экономии времени (Приложение 3). При заполнении таблицы (см. таблицу 2) формируется умение структурировать материал.

Таблица  2

На уроках при организации исследовательской деятельности применяются различные методы и приемы обучения: проблемный метод, метод проектов, собственно исследовательский метод, эвристический метод, эксперимент. 

Для развития познавательных способностей необходимо в ходе обучения ставить учащихся в такие ситуации, в которых они вынуждены высказывать предположения, строить догадки, т.е. создавать проблемные ситуации на уроке.

Перед изучением закона Ома для полной цепи можно создать проблемную ситуацию, показав демонстрационный эксперимент по рис. 6, где в качестве источника тока взят выпрямитель. В этом опыте пропорциональная зависимость между силой тока и напряжением, знакомая учащимся из закона Ома для участка цепи, не наблюдается. Возникает противоречие между новыми и ранее полученными знаниями, и для объяснения явления нужно исследовать всю цепь, а не один ее участок.

Организацию исследовательского метода обучения студентов на уроках физики я, прежде всего, вижу через использование принципа цикличности. Данный принцип является носителем логики научного познания, следуя которой студент приобщается к основам исследовательской деятельности. Этапы принципа хорошо согласуются с этапами урока любого типа: урока изучения нового материала и его первичного закрепления, комбинированного урока (таблица 3), урока решения задач, урока лабораторной работы.

Таблица 3

Соответствие этапов урока этапам логики познания

В Приложениях 4-7 представлены варианты организации исследовательской деятельности учащихся  через уроки изучения нового материала, уроки решения задач, уроки лабораторные работы, диагностические уроки.

Метод проектов. На первом этапе работы над проектом (на первом уроке) осуществляется выбор тем исследований, формирование групп, определение основополагающего и рабочих вопросов. На втором этапе – изучение литературы, отбор информации, проведение опытов, экспериментов, наблюдений, исследований с анализом, обобщением полученных результатов с формулированием выводов и формулированием на этой основе собственной точки зрения на исходную проблему проекта и способы ее решения. Для воплощения найденного способа решения проблемы проекта создается конечный продукт. Защита проекта осуществляется на обобщающем уроке по теме. Проект может осуществляться как во внеурочное время, так и во время урока (Приложение 5).

Эксперимент является одним из ведущих методов школьного курса физики. Он успешно моделирует явления, которые невозможно наблюдать непосредственно, позволяет дать заключения о степени справедливости тех или иных гипотез. Нередко эксперимент становится источником противоречий, создает на занятиях проблемные ситуации.

С целью развития мышления учащихся и развития их познавательной самостоятельности применяется эвристический прием проведения фронтальных лабораторных работ. Он предполагает проведение их до изучения соответствующего материала. Например, лабораторную работу по смешиванию холодной и горячей воды целесообразно проводить с целью установления уравнения теплового баланса, то есть эвристически. Ставится познавательная задача урока: имеется холодная и горячая вода, требуется на основе опыта установить, есть ли разница между количеством теплоты, отданном горячей водой и количеством теплоты, полученным холодной водой при смешивании воды. После постановки познавательной задачи, обучающиеся высказывают свои предположения. Затем они выполняют экспериментальную часть работы. Далее  предлагаю проанализировать полученные результаты и помогаю обучающимся такими вопросами: на сколько градусов остыла горячая вода? Есть ли зависимость между массой воды и той разностью температур, которая наблюдается при нагревании и остывании воды? (80 г холодной воды нагрелось на 18°С, а 160 г горячей воды остыло на 9°С). Что можно сказать о произведении массы на разность температур для горячей и холодной воды? Далее  напоминаю формулу, которой измеряется количество теплоты ) и предлагаю обучающимся сформулировать результат проделанной лабораторной работы .

В объяснение нового материала целесообразно включать фронтальные опыты. Фронтальные опыты учат наблюдать и анализировать явления, способствуют развитию мышления.

Например, перед изучением понятия скорости учащимся предлагается пронаблюдать за движением парафинового, пластилинового и свинцового шариков в стеклянных трубках с водой. При выполнении задания обучающиеся руководствуются указаниями, которые им даются в письменном виде. До выполнения задания школьники отвечают на вопросы (выдвигают гипотезы): Как вы думаете, какой из шариков будет двигаться быстрее? Какой медленнее? В результате выполнения опытов, их анализа, на основе сравнения обучающихся подводят к понятию скорости.

Исследовательские лабораторные работы, проводимые как индивидуально, так и в группах,  проходят по следующему плану:

1. Сообщение проблемы, для решения которой проводится лабораторная работа.

2. Знания учащимся не сообщаются. Учащиеся самостоятельно их получают в процессе исследования. Средства для достижения результатов учащиеся выбирают сами, т.е. становятся активными исследователями.

3. Учитель управляет процессом исследований (Приложение 7).

За счет индивидуализации и дифференциации обучения с использованием компьютерных технологий обучения достигается эффективность лабораторных занятий по физике. Основным средством для организации подобной деятельности являются компьютерные модели.

Анализ опыта учителей практиков и собственный опыт показывают, что возможна организация исследовательской деятельности на уроках-практикумах, при выполнении лабораторных работ. Студенты работают группами по 4-5 человек, в кабинете подготовлены столы с лабораторным оборудованием. Если есть возможность провести урок в компьютерном кабинете, лабораторные столы располагают недалеко от компьютеров, так как ученики будут самостоятельно работать с компьютерными моделями. Если такой возможности нет, работа с моделью осуществляется фронтально, а затем группы самостоятельно проводят опыты.

Рекомендуется до начала компьютерного эксперимента провести эксперимент "на натуре". Например, сначала сделать несколько экспериментов с тележками различной массы, а затем предложить провести компьютерную лабораторную работу "Моделирование неупругих соударений". В лабораторной работе предлагается выполнить исследовательскую задачу: проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите, при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек? Во время практического выполнения заданий, учитель консультирует учащихся, следит за соблюдением правил безопасности (Приложение 7). С помощью компьютерной модели можно также проверить справедливость высказанных гипотез.

Эвристическая беседа может включать вопросы и частично-поисковые задания, требующие от учащихся высказываний интуитивного характера (догадки, выдвижения предположений). Такая беседа имеет исследовательский характер.

5. Организация исследовательской деятельности по астрономии

В процессе реализации курса астрономии учителю предоставляется достаточно много возможностей для реализации уроков, построенных в проектной или исследовательской форме. Так, на первых уроках, рассматривающих наблюдение как основной метод в астрономии, учащиеся получают возможность самостоятельного исследования современного состояния телескопической техники. Для этого предлагается технологическая карта выполнения заданий.

Значительным потенциалом обладают уроки-исследования, позволяющие учащемуся самостоятельно познакомиться с ходом научных размышлений ученого. Так, при изучении методов определения размеров и расстояний до тел в Солнечной системе целесообразно использовать форму практической работы.

 Особое значение приобретает проектная деятельность в условиях проведения уроков астрономии в форме семинаров, конференций. Так, при проектировании урока-конференции «Жизнь и разум во Вселенной» важна значительная предварительная работа групп учащихся над следующими проектами: 1. Представления о существовании внеземного разума. 2. Представление идей внеземного разума в работах ученых философов и писателей-фантастов. 3. Биологические теории возникновения жизни. 4. Уникальность условий Земли для зарождения и развития жизни. 5. Методы поиска экзопланет, населенных разумной жизнью. 6. Радиотехнические методы поиска сигналов разумных существ. 7. Перспективы развития идей о внеземном разуме и заселении других планет.

Организация диалога и открытого обсуждения проблемы поисков разумной жизни позволяют учащимся проявить готовность к принятию другой точки зрения, уважительно отнестись к мнению оппонента в ходе обсуждения проблем, аргументировать собственную позицию относительно поисков разумной жизни. Таким образом, данные уроки направлены на эффективное формирование личностных УУД учащихся. Следует обратить внимание на необходимость организации проектной и исследовательской деятельности для формирования у учащихся навыков проведения астрономических наблюдений. С ученом невозможности реализации наблюдений в ходе урока, данные виды деятельности могут выноситься в качестве домашнего задания в самостоятельную деятельность учащихся с последующим обсуждением результатов в условиях урока. Приведем примеры подобных заданий:

 1. При соответствии погодных условий для наблюдения звезд на небе оцените в утреннее или вечернее время расстояние от серпа Луны до ближайшего наиболее яркого объекта на небе. Наблюдения повторите по возможности несколько дней подряд. Для одного из наблюдений зарисуйте картину наблюдаемого расположения всех видимых вашему глазу светил на небе.

 2. Найдите на небе группы звезд. Используя карту звездного неба, определите созвездия, к которым они относятся. Сравните наблюдаемую картину расположения и видимости отдельных звезд и их расположение на звездной карте. Определите предельное значение звездной величины звезды, которую вы еще можете различать невооруженным глазом.

3. В течение недели наблюдайте положение Луны в одно и то же время. Выберите удаленные объекты, относительно которых можно сравнивать положение Лунного диска. По результатам наблюдения заполните таблицу:

С целью формирования у обучающихся мотивации к изучению астрономии, формирования навыков астрономических исследований и основ проектной деятельности  рекомендуется организация внеурочной деятельности в таких формах, как экскурсии, кружки, секции, круглые столы, олимпиады, конкурсы, поисковые и научные исследования и т.д.

Приоритет деятельностного подхода предполагает развитие у обучающихся умений проводить наблюдения астрономических явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы и самостоятельно конструировать их; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных астрономических явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств для решения астрономических задач.

В рамках внеурочной деятельности активность обучающихся может быть связана:

- с выполнением заданий на самостоятельную работу с научной астрономической информацией, включая проектную деятельность;

- с проведением наблюдений небесных объектов и явлений, выездом и посещением  планетариев, музеев и т.д.

Для обучающихся 10-11 классов и студентов СПО внеурочная деятельность должна быть ориентирована на выполнение индивидуальных и групповых проектов, самостоятельных исследований, опирающихся на научные эмпирические результаты, данные космических телескопов, представленные в открытом доступе в сети Интернет, результаты научных исследований.

Теоретические проекты и исследования астрономической направленности могут носить реферативный характер, но в рамках работы над ними учащийся формулирует собственную точку зрения по рассматриваемой проблеме, проводит анализ и сопоставление различных информационных источников, получая конкретный продукт - новое знание или новый взгляд на решаемую проблему. В связи с этим рекомендуется расширять границы теоретических исследований и микропроектов реферативного характера с последующим преставлением результатов.

Приоритетны конструкторские проекты, предполагающие создание материального продукта, разработки установок для наблюдения и моделирования астрономических явлений, конструирование моделей устройств, исходя из их описаний в первоисточниках (модель телескопа, секстанта, гномона, астрографа, астролябии).

Важным направлением организации внеурочной деятельности для обучающихся с повышенными образовательными потребностями в области астрономии является их включение в олимпиадное движение на различных уровнях. Основной идеей при отборе содержания программ внеурочной деятельности по подготовке учащихся к профильным олимпиадам является постепенный переход от наблюдательной астрономии к космогонии и космологии.

При разработке программ, направленных на освоение методов решения практических и теоретических задач олимпиадного уровня рекомендуется использовать материалы, представленные в открытом доступе для подготовки и участия в олимпиадах различного уровня и направленности, включая порталы, посвященные специализированным астрономическим олимпиадам:

- Всероссийская олимпиада школьников по астрономии

http://olymp.apkpro.ru/mm/mpp/ast.php - материалы Всероссийской

олимпиады школьников по астрономии для различных этапов ее проведения.

- Всероссийская олимпиада школьников по астрономии

http://www.astroolymp.ru/

- Московская астрономическая олимпиада http://mosastro.olimpiada.ru/

- Санкт-Петербургская астрономическая олимпиада

http://school.astro.spbu.ru/?g=olymp

      Научно-исследовательские наблюдения могут быть систематические

(наблюдение Солнца, переменных звезд), патрульными (наблюдение

серебристых облаков, комет) и эпизодическими (наблюдение затмений). По

приборному оснащению научно-исследовательские наблюдения могут быть

без инструментальными, визуальными, оптическими, фотографическими,

фотоэлектрическими, спектральными и т.д.

        Научно-исследовательским наблюдениям предшествует

экспериментальный практикум. Набор задач практикума зависит от

предполагаемой программы научно-исследовательской работы и

инструментальной базы. В процессе выполнения задач практикума,

обучающиеся приобретают опыт работы с приборами, овладевают

основными, общими принципами постановки и самостоятельного решения

различного рода наблюдений и экспериментов.

   Процесс научно-исследовательской работы состоит из следующих

этапов:

1) выбор темы;

2) постановка научной цели и задач исследования;

3) подготовка к наблюдениям;

4) проведение наблюдений;

5) обработка результатов наблюдений;

6) обобщение материала наблюдений;

7) интерпретация; подготовка материалов наблюдений для отчета.

В процессе анализа и обработки полученных данных обучающимся

необходимо:

- провести математическую обработку всего ряда наблюдений;

- представить результаты обработки в виде графиков, таблиц и

словесного описания;

- проанализировать полученные результаты, сформулировать выводы;

- сравнить полученные результаты наблюдений с аналогичными

наблюдениями, выполненными в другом коллективе.

Наиболее распространенными и доступными научно-исследовательскими наблюдениями являются наблюдения метеоров, серебристых облаков, переменных звезд.

Заключение.

  Организация  исследовательской деятельности  обучающихся требует системного подхода, наращивая потенциал ученика-исследователя от учебного проекта на уроке через учебное исследование на внеурочном занятии и выход на научный поиск решения проблемы в индивидуальной деятельности

Литература

1. Алексеев Н. Г., Леонтович А. В., Обухов А. В., Фомина Л. Ф. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся // Исследовательская работа школьников. 2001. №. 1.
2. Белых С.Л. Управление исследовательской активностью школьника. – М: ж. «Исследовательская работа школьников», 2007.
3. Генденштейн Л.Э., Ю.И.Дик, Л.А.Кирик Физика 10 класс. Методические материалы для учителя. – М.: ИЛЕКСА, 2005. –  303 с.
4. Гутник Е.М., Рыбакова Е.В., Шаронина Е.В. Тематическое и поурочное планирование к учебнику Перышкина А.В. "Физика". 8 кл. – М.:  Дрофа, 2005. – 96 с.
5. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность учащихся.- М.: 2003. –  96с.
6. Полат Е.С. Как рождается проект. – М.,2003. – 296с.
7. Синенко, В. Я. Методология и практика школьного образования: учеб. пособие / В. Я. Синенко. – Новосибирск: Изд-во НИПКиПРО, 2008.
8. http://edu.of.ru/profil/default.asp?ob_no=13193   
9. http://media.edu.yar.ru/?group=1 
10. http://portfolio.1september.ru/person.php?id=222-459-616 
11. http://schools.keldysh.ru/labmro 
12. www.issl.dnttm.ru 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Введение понятия

При введении понятия «электрическое напряжение» на уроке демонстрируется горение сетевой лампы накаливания и маленькой лампочки для карманного фонаря, включенных последовательно в сеть с напряжением 220 В.

Эту электрическую цепь целесообразно собрать еще раз при решении задач по теме «Работа и мощность электрического тока».

Для придания интриги можно «пожертвовать» маленькой лампочкой, чтобы поставить естественный вопрос:

Какую мощность должна иметь сетевая лампа, чтобы маленькая лампочка не перегорала?

Наши материальные ресурсы – это набор электрических ламп разного номинала.

Наши идеальные ресурсы – это знания законов постоянного тока.

Изучаемое явление – тепловое действие тока.

Изучаемый объект – электрическая цепь.

Физическая модель – последовательное соединение потребителей тока, равенство токов в проводниках.

Математическая модель – формула электрической мощности.

Преобразование модели – расчет мощности.

Преобразование предметной области – замена лампы мощностью 100 Вт на лампу мощностью 45 Вт.

После замены лампы убеждаемся в том, что электрическая цепь работает, и, следовательно, убеждаемся в эффективности исследовательского подхода.

Приложение 2

Пример исследования

Вопрос программы: «Изучение явления электромагнитной индукции»

Проблема: получение электрического тока без источника.

Тема исследования: способы получения электрического тока путем изменения магнитного потока.

Актуальность исследования: данное явление лежит в основе работы генератора переменного тока.

Объект исследования: способ получения электрического тока.

Предмет исследования: варианты изменения магнитного поля.

Цель исследования: установить способы получения электрического тока при изменении магнитного потока.

Задачи исследования:

1. Изучить условия возникновения электрического тока без источника.

2. Выявить возможные варианты изменения магнитного потока.

3. Экспериментально проверить возможность получения электрического тока при изменении магнитного потока.

Гипотеза: при любом изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает индукционный ток.

Приложение 3

Рабочий лист к уроку

«Следствия из закона Ома для полной цепи»

Задание 1

Как и почему меняется напряжение на полюсах источника и внутри него при уменьшении сопротивления внешней части цепи?

1. Проанализируйте изменения величин при уменьшении сопротивления внешней части цепи. Запишите свои предположения в таблицу 1 строка 1.

Таблица1

2. Докажите справедливость ваших предположений.

Для этого:

1. Соберите цепь по схеме, соблюдая при этом полярность измерительных приборов.
2. Запишите показание вольтметра при разомкнутом ключе.

                    ε ≈ U =

3. Замкните цепь ключом, определите показания амперметра и вольтметра.

I1 =          ;   Uвнеш 1  =         .

4. Уменьшите с помощью реостата сопротивление внешней цепи, снимите показания амперметра и вольтметра.

I2 =        ;     Uвнеш 2  =      .

5. Сравните   I2  и   I1 .          I2  ?   I1

Вывод. Сила тока

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

6. Вычислите         Uвнутр 1  = I1* r =

(r = 2 Ом)           Uвнутр 2  = I2* r =

Вывод. Напряжение внутри источника

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

7. Сравните          Uвнеш 1   и   Uвнеш 2 .           Uвнеш 2   ?   Uвнеш 1 .

Вывод. Напряжение внешней части цепи

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

3. Ответ на поставленный вопрос

Приложение 4

Тема: ”Закон сохранения импульса”

Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации через метод научного познания.

        Образовательная: способствовать формированию представления о замкнутой системе тел, пониманию закона сохранения импульса.

        Развивающая: способствовать развитию умения применять полученные знания в знакомых и новых учебных ситуациях, умения анализировать, выделять главное, делать вывод. Способствовать развитию физического мышления

        Воспитательная: способствовать воспитанию у учащихся желания самостоятельно добывать знания, быть уверенным в себе.

Методы обучения: частично-поисковый, исследовательский.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, парная, индивидуальная.

Ход урока

1. Орг. момент.
2. Актуализация.

• Что изучили на прошлом уроке?
• Что называется импульсом тела?
• Что называется импульсом силы?

• Получите выражение, связывающее импульс силы и изменение импульса тела на основе второго закона Ньютона.
• Прочитайте полученное выражение.
• Обладает ли шарик импульсом относительно стола?
• Что необходимо сделать, чтобы изменить импульс шарика?
• Действуют ли на шарик силы?

• Почему импульс шарика не изменяется?

3. Целеполагание. Опыт: Взаимодействие двух шариков.

• Какое явление мы наблюдаем?
• Обладали ли шарики импульсом до взаимодействия? После взаимодействия?
• Что произошло с импульсами шариков?

Итак, целью нашего урока будет: узнать, как изменяются импульсы тел при взаимодействии. А исходным фактом будет опыт, в котором мы убедились, что импульсы тел при взаимодействии изменяются.

Факт: Импульсы тел при взаимодействии изменяются.

Цель: Узнать, как изменяются импульсы тел при взаимодействии.

4. Изучение нового материала.

Построим модель изучаемого явления.

Шарики также взаимодействуют с опорой и Землей. Но будем считать, что они взаимодействуют только между собой, т.е. образуют замкнутую систему.

Модель: Замкнутая система – это система тел, взаимодействующих только между собой.

Далее следует вывод формулы закона сохранения импульса (Фронтально, один ученик у доски). Геометрическая сумма импульсов тел замкнутой системы остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

Это выражение называется законом сохранения импульса.

Вернемся к опыту с шариками. Что можно сказать о геометрической сумме импульсов шариков до и после взаимодействия?

Вернемся к цели урока. Узнали ли мы как изменяются импульсы тел при взаимодействии?

Из модели вытекают логичные следствия.

Следствия: давайте применим закон сохранения импульса для решения конкретной задачи: взаимодействие шариков, движущихся навстречу.

Имея такое выражение, мы можем решить конкретную задачу. Пусть шарики одинаковой массы движутся навстречу с одинаковыми по модулю скоростями.

• Чему равна геометрическая сумма импульсов тел до взаимодействия?
• Какой можно сделать вывод?

Подумайте в парах, как еще могли бы двигаться шарики?

Домашнее задание: получить аналогично рассмотренному примеру выражение закона сохранения импульса для трех других способов движения шариков.

Вы никогда не задумывались, почему происходит отдача при выстреле из ружья? А ведь это явление объясняется тоже с точки зрения закона сохранения импульса (доклад ученика)

5. Закрепление. Работа в группах: Объясните с точки зрения закона сохранения импульса данное явление (демонстрация полета надутого и отпущенного шарика).

Какой двигатель работает по такому же принципу?

Итак, экспериментальным подтверждением закона является очень важное движение – реактивное.

Эксперимент: Реактивное движение. Выход на тему следующего урока.

6. Рефлексия.

Мы изучили закон сохранения импульса методом научного познания.

• Каковы его основные этапы?
• Что являлось исходным фактом? Моделью? Следствиями? Экспериментом?
• Какой этап, на ваш взгляд, является самым главным?
• Достигли ли мы цели урока?

Приложение 5

Метод проекта на уроках физики

при изучении темы "Законы Ньютона"  (обобщающий урок)

1. Какие самостоятельные исследования учащихся в проекте?

• Первый закон Ньютона.  Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

2. Вопросы для изучения.

• Формулировка закона.  Математическая запись. Границы применимости закона и следствия. Работы, каких ученых нашли отражение в работах Ньютона? Практическое применение законов. 

3. Оформление итоговой работы учащихся: презентация в Power Point, фотоальбом, сообщение, страница журнала.

4. Каким темам тематического учебного плана соответствует проект?

• Законы Ньютона. Силы. Масса. Инерция. Ускорение. 

5. Краткая аннотация проекта.

• В современном мире учащиеся должны уметь в огромном мире информации уметь систематизировать и обобщать; самостоятельно находить информацию и обрабатывать её.
• Цель данной работы – понимание законов Ньютона и систематизирование материала в формате удобным учащимся.
• Проект рассчитан на 3 недели. Выполнение его планируется как во внеурочное время, так и во время урока.
• Изучение данного материала предусмотрено Стандартом общего образования.
• По типу деятельности проект – информационный, творческий. 

6. Изучение материала при выполнении проекта.

На этапе защиты работа организуется следующим образом:

1. Защита по группам – представление презентации одного из законов Ньютона.

2. Дополнительно: остальные группы задают вопросы по теме защиты (по 1 вопросу от группы).

3. Работа в группах: “Подумай и объясни” (на обдумывание 3-4 мин.), а затем вопрос учителя группе без подготовки нужно дать ответ (заранее в группе в начале защиты выбирается командир для организации работы группы).

• Вы на абсолютно гладком катке. Перебираете ногами и – ни с места! Как вам сдвинуться с места?
• При прополке посевов вручную не следует выдёргивать из земли сорняки слишком быстро. Почему?
• Правильно ли утверждение: при перетягивании каната побеждает тот, кто прикладывает к канату большую силу.
• Может ли сила трения разогнать тело?
• Почему боксёров делят на весовые категории?
• Какая сила сообщает ускорение последнему вагону отходящего от станции пассажирского поезда?

4. Работа в группах: “Реши задачу”.

• Какова сила тяги двигателя самолёта, если его масса 60 т, длина взлётной полосы 100 м, а время разбега 2 мин?
• Лыжник массой 60 кг, в конце спуска с горы имеет скорость 10 м/с на горизонтальном участке он останавливается за 40 с после спуска. Определите модуль силы сопротивления движению на этом участке.
• На тело действуют две под прямым углом силы: 40 Н и 30 Н. Масса тела 20 кг, начальная скорость тела равна нулю, время разгона 4 с. какова скорость тела после прекращения действия силы? 

4. Рефлексия – проблемный вопрос темы: “Действуют ли законы Ньютона?”

Приложение 6

Карточки напоминания к лабораторной работе I уровня (для обучающихся с низким уровнем сформированности практических умений и навыков).
1) Оформи в тетради план работы:
1. Название (учебник)
2. Цель:Научиться….
3. Оборудование:
4. Ход работы оформи в виде таблицы.

а) вес бруска найди с помощью динамометра (см. рисунок)
б) найди силу трения, передвигая брусок с помощью динамометра равномерно по деревянной линейке (см. рисунок)
в) проделай опыт 3 раза, меняя массу бруска с помощью набора грузов по 100г.
2) Найдите коэффициент трения для каждого опыта и найдите среднее значение и сравните с табличным.
3) Сделайте вывод о коэффициенте трения.
Карточки-напоминания к лабораторным работам II уровня (для учащихся со средним уровнем сформированности умений и навыков).
1. Оформи в тетради работу по известному плану:
1)Название.
2)Цель.
3)Приборы.
4)Таблицы и все расчеты.
5)График.
6)Вывод.
Пояснение: подсказка
1) Коэффициент решения можно найти, зная, что Fтр = μ N
Подумай! Чему будет равен N, если тело движется со скоростью V-const, тогда μ = Fтр / Р
2) Вес и силу трения можно найти с помощью динамометра, но помни, что V-const.
3) График построить не трудно: на одной оси значение Fтр, на другой Р (сделай не меньше 3х опытов). Учитывай погрешность.
4) Из графика найди μ. Сравни с табличным, сделай вывод.

Задание к лабораторной работе: « Определение коэффициента трения скольжения» исследовательского характера:
1.Выясни, как зависит сила трения от способа обработки трущихся поверхностей (используй различные из предложенных поверхностей).
2. Выясни, как зависит сила трения от площади и массы соприкасающихся поверхностей.
Отчет (предложенный вариант)
1.Я предполагаю, что ………………..
2.Я основываюсь на том, что ……………
3.Рассуждения, на основе которых выдвинута гипотеза ………………
4. Что я предполагаю сделать для проверки предложения ……………..
5.Мне необходимы приборы………………
6.План моих действий …………………..
7.Анализ плана:
Что я измеряю? Например: 1)Площадь  поверхности; 2) Массу грузов;
Чем я измеряю? Например: 1) линейкой, 2) весами;
Что будет постоянно? Например:1) скорость движения бруска по поверхности.
Сделай вывод о значении коэффициента трения.

Приложение 7

Лабораторная работа "Моделирование неупругих соударений"

Вариант 1

Группа _______ Фамилия___________________ Имя__________________

1. Откройте в разделе "Механика" окно модели "Упругие и неупругие соударения".
2. Установите режим неупругих соударений.
3. Нажмите кнопку "Старт", понаблюдайте за происходящим на экране.
4. Прервите движение тележек нажатием кнопки "Стоп". Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии тележек как до, так и после соударений.
5. Для продолжения эксперимента снова нажмите кнопку "Старт".
6. Проведите компьютерные эксперименты.

• Эксперимент N1.

1. Установите, нажав кнопку "Сброс", следующие параметры эксперимента:
   Тележка1                          Тележка2
   V1 = 2м/с, m1 = 2 кг;          V2 = -1м/с, m2 = 3 кг.
2. Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию тележек до соударения:
   P1 = ____ E1 = ____         P2 = ____ E2 = _____
3. Нажмите кнопку "Старт". Обратите внимание на изменение величин кинетической энергии и импульсов тележек после неупругого соударения.
4. Ответьте на следующие вопросы:

1. Выполняется ли закон сохранения импульса при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:
2. до соударения       P = P1 + P2 = __________________
   после соударения      P≈______ =_____ + _____= _______
   Таким образом, P : P≈ значит, при неупругом соударении закон сохранения импульса _____________________
3. Выполняется ли закон сохранения механической энергии при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:
4. до соударения            E = ______ + ______ = ________
5. после соударения E≈______ = _____+ ______= ________
   Таким образом, E :. E≈ значит, при неупругом соударении закон сохранения механической энергии __________________
6. Каковы потери механической энергии при столкновении тележек?
   E = __________________________________
7. В какую форму перешла часть механической энергии тележек при столкновении? ________________________

• Эксперимент N2 (экспериментальная задача).

Две тележки массами m1 = 4 кг и m2 = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первой тележки V1 = 0,5 м/с. Какова должна быть скорость второй тележки, чтобы после неупругого соударения обе тележки остановились?
Ответ. _____________________________________________________________.

7. Решите задачи.

• Задача1.
  Тележка массой m1 = 1 кг движется со скоростью V1 = 2м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой m2 = 3 кг. Определите скорость U тележек после абсолютно неупругого соударения.

Решение.

5. Составьте уравнение закона сохранения импульса для неупругого соударения:
   ___________________________________________________________
6. Решите уравнение относительно скорости U:
   U = _______________________________________________________
7. Выполните проверку по размерности
   [U] = _________________ = ____________________
8. Подставьте числовые значения и получите ответ:
   U = __________________ = _______________________
9. Ответ. __________________________
10. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

• Задача2.
  Тележка массой m1 = 6 кг движется со скоростью V1 = 2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой. Определите массу второй тележки, если после неупругого соударения тележки движутся со скоростью U = 1.5 м/с.
  Ответ. _________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

• Задача3.
  Две тележки массами m1 = 6 кг и m2 = 10 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V1 = 1,4 м/с и V2 = 1,8 м/с соответственно. Определите направление и модуль скорости тележек после абсолютно неупругого соударения.
  Ответ. ___________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

• Задача4.
  Две тележки массами m1 = 3 кг и m2 = 1 кг движутся со скоростями V1 = 2м/с и V2 = 2 м/с навстречу друг другу. Определите количество теплоты, которое выделится при неупругом соударении тележек.
  Ответ: _____________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

• Исследовательская задача 

Проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите, при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек?
Ответ. Максимальные потери величиной ____% будут в случае, если скорости тележек направлены _____________, причём m1/m2 = ___________________ .

Количество выполненных заданий:____

Количество ошибок:____

Ваша оценка:______

Приложение 8

Действия учителя и учащихся на разных стадиях работы над проектом