Исследовательская деятельность учащихся на уроках физики
статья по теме

«Исследовательская деятельность

учащихся на уроках физики»

учитель МОУ Платоновской СОШ

Давыдова Н.И.

Не существует сколько-нибудь

достоверных тестов на одаренность,

кроме тех, которые проявляются

в результате активного участия

хотя бы в самой маленькой поисковой

исследовательской деятельности.

А.Н.Колмогоров

Программа модернизации содержания образования затрагивает все стороны образовательного процесса. Выдвигая в качестве основополагающей идеи компетентностный подход в образовательном пространстве, она нацеливает педагогических работников на поиск и апробацию новых технологических образований, ориентированных на формирование и развитие у учащихся ключевых компетенций. Быть компетентным – значит уметь мобилизовать в данной ситуации имеющиеся знания и опыт. Современные условия развития общества все больше указывают на то, что умения выявлять, классифицировать, наблюдать, описывать, оценивать, отличать знания от мнения, делать выводы из анализа мышления и деятельности становятся все более  актуальными.

Школа для ученика, который живет в начале третьего тысячелетия, должна быть иной.     Смена содержания обучения физике вызвана изменением целей образования в целом. Практика обучения показывает, что у учащихся массовой школы слабо сформированы, прежде всего, экспериментальные умения и навыки, знания методологии исследования, что, в конечном счете, сказывается на недостаточно осознанном изучении основ физической науки и проявляется в пассивности ученика в процессе обучения. Особенно актуальна эта проблема в основной школе, когда закладываются основные экспериментальные умения и навыки, формируется элементарная культура исследователя. Разрешение этой проблемы способствует оптимизации процесса обучения физике в основной школе, помогает ученику определиться с выбором профиля дальнейшего обучения.

Проведя анализ своей работы, пришла к выводу о необходимости использования проблемно-исследовательских методов обучения  для формирования учебно-исследовательских компетенций учащихся. Считаю, что знание физики должно создаваться на глазах учащегося с их посильным участием. Стараюсь, чтобы ребенок выступал в роли исследователя, «открывающего» основополагающие свойства и отношения, учу его наблюдать и анализировать, побуждаю у него интерес к еще нерешенным задачам.

Формирование навыков проблемно-исследовательской работы веду по следующим направлениям:

• развитие исследовательских навыков при изучении материала на уроках и во внеурочное время с использованием проблемно - исследовательских вопросов и заданий (особое внимание уделяю формированию умений видеть проблему, намечать пути ее решения).
• проведение учеником небольшого исследования с подготовкой сообщения, доклада, реферата, в том числе, с использованием сети Интернет.
• усиление практической направленности программного материала.

       Самым важным при выполнении исследовательской деятельности является способность учащегося видеть проблему, анализировать известное и неизвестное, на основе анализа выдвигать гипотезу по решению проблемы и обосновывать ее. Ключевым моментом любого исследования является гипотеза, на основании которой строится исследование. Поэтому обучение школьников формулировке гипотез и их обоснованию является начальным этапом обучения исследованию. Так, в седьмом, восьмом классах у школьников преобладает наглядно-действенное и наглядно-образное мышление. Учащиеся этого возраста склонны к общению. В связи с этим стараюсь обучать школьников выдвижению гипотез, предлагая им проблемы, для решения которых можно использовать не только учебный опыт, но и бытовой. Для активизации процесса высказывания версий или первичных гипотез я  организовываю группы учащихся по решению проблем, в которых они могут свободно общаться. При общении в группе школьники учатся задавать вопросы, обосновывать свое мнение на основе изученного материала, известных им фактов.

           Хорошей темой для выдвижения версий является обсуждение с учащимися 7-го класса вопроса  о строении вещества. В качестве ключевой проблемы выдвигаю вопрос «Как можно заглянуть внутрь вещества?» Для этого мы с учащимися рассматриваем свойство тел при нагревании - увеличиваться в объеме. «А что же находится внутри тела, и какие невидимые изменения там происходят?» Учащиеся высказывают свои гипотезы, а затем все вместе оцениваем их разумность. Верную гипотезу проверяем экспериментально.

          На втором этапе (8-й класс) при обосновании версий ученики в большей степени пользуются научными знаниями, нежели бытовым опытом. У них формируются умения поиска, изучения, обработки информации. На данном этапе исследовательской деятельности ученик углубляет свои знания по пред-

мету, лучше в нем ориентируется. Происходит обучение планированию исследования, для чего также используется совместное обсуждение плана исследования в группе на основе выдвинутой гипотезы. Обучение планированию исследования можно осуществить на ряде тем 8-го класса, например, «Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар». Дополнительные задания о применении явления на практике стимулируют поиск, систематизацию учащимися информации. При обработке результатов исследования также формируются информационные умения.

      Формирование умения применить эксперимент для подтверждения гипотезы происходит на третьем этапе. При выполнении эксперимента школьники осваивают такие умения, как наблюдать явление, измерять, проводить эксперимент, описывать эксперимент. Этот вид исследовательской деятельности многие школьники на уроках физики в 9-м классе выполняют самостоятельно, предварительно обсудив выполнение эксперимента в группе. Ученики делают самостоятельно выводы из исследования и предъявляют их для обсуждения. Примером самостоятельного исследования по собственному плану может служить выяснение характера движения тела по наклонной плоскости, введение характеристики такого движения – ускорения.

        Итак, механизм реализации  развития исследовательских навыков при изучении материала с использованием исследовательских и проблемных  вопросов и заданий осуществляется согласно схеме,  указанной на рисунке.

.

         Считаю, что использование проблемно - исследовательских вопросов и заданий на уроке способствует качественному усвоению материала и делают процесс познания более интересным.

Самостоятельная исследовательская работа с учебником, дополнительным материалом (аннотирование, конспектирование, план, реферат, тезисы) направлены на углубление понимания материала, что приводит к прочности усвоения знаний. Например, в 7 классе при изучении темы «Атмосферное давление», я предлагаю учащимся исследовать зависимость между значением атмосферного давления, которое они измеряют в одно и то же время в течение нескольких суток, и изменением погодных условий, которые происходят за указанный интервал времени. Регулярные наблюдения и  измерения формируют умения учащихся самостоятельно работать; повышают ответственность ребят за регулярность и качество их выполнения; дают возможность на практике применить свои знания, полученные на уроках физики.  Учащиеся используют алгоритм по выполнению исследовательского задания:

• Постановка проблемы;
• Составление плана работы;
• Анализ литературы и теоретическое решение проблемы;
• Опытная проверка решений проблем (опыты, имитационные игры, дискуссия, выполнение практических работ);
• Составление выводов.

        Старшая школа предполагает отработку навыка самостоятельного учебного исследования.  Так, на уроке – практикуме «Зависимость сопротивления проводника от температуры» учащиеся разрабатывают алгоритм выполнения исследования:

1. Формулируют проблему,  цель и задачи исследования.

2. Изучают теоретический материал по теме «Законы постоянного тока».

3. Высказывают  предположение о том, как будет выглядеть зависимость сопротивления проводника от температуры, стараясь объяснить свою гипотезу на основе изученного материала.

4. Разрабатывают  способ проверки гипотезы и подбирают  оборудование.

5. По окончании эксперимента делают  вывод: что можно сказать о зависимости сопротивления металлического проводника от температуры. Верна ли была гипотеза, достигнута ли поставленная   цель, соответствовал ли ход всего эксперимента поставленным задачам?

        Свою работу учащиеся представляют классу в форме проекта. Анализ успешности выполнения исследования  позволяет оценить степень сформированности исследовательской компетенции учащихся.

         Считаю, что подобные  самостоятельные исследования и наблюдения побуждают учащихся мыслить масштабно, искать причинно – следственные связи в изучаемых явлениях природы, делать самостоятельные выводы и обобщения. Учащиеся приобретают умения ставить цель работы, выдвигать гипотезы, правильно разрабатывать задачи исследования и выбирать способы и

условия их реализации, организовывать планирование, проводить эксперимент. В ходе выполнения экспериментов у школьников формируются измерительные навыки, развивать умения грамотно работать с различными источниками информации,  навыки в оформлении результатов деятельности и формулировки соответствующих выводов. Учащиеся приобретают умения анализировать, осуществлять рефлексию, самооценку своей учебно-познавательной деятельности.

      Учебное исследование с точки зрения обучаемого – это возможность максимального раскрытия своего творческого потенциала. Эта деятельность позволяет проявить себя индивидуально или в группе, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу, показать публично достигнутый результат, что весьма важно, интересно и значимо для самих открывателей.  

     Для активизации мыслительной деятельности, внимания, эффективного запоминания законов, понятий; формирования у учащихся системы знаний о физических явлениях; развития творческих способностей учащихся, вовлечение в учебную работу всех обучаемых мною реализуется такое направление, как

практическая направленность программного материала. Так, при изучении темы «Манометры.  Насосы. Водопроводы» я предлагаю учащимся придумать (разработать) принцип действия, назначение и область применения следующих технических устройств:

• насос, качающий воду из подземного водоема;
• фонтан, в котором вода поднимается на 2 метра;
• схему устройства, с помощью которого судно попадет из одного водоема в другой с более высоким уровнем воды.

      Решение задач играет огромную роль в усилении практической значимости уроков физики, поэтому кроме качественных и количественных задач мы часто решаем экспериментальные задачи, такие как: «Определить выталкивающую силу, действующую на камушек в воде?» (на столах динамометры, сосуды с водой и камушки с ниткой); «Чему равна сила трения, действующая на брусок?» (динамометр, брусок с нитью); «Определить период колебания математического маятника» (на столах математические маятники разной длины).  Немаловажным является  решение  задач с практическим содержанием: «Вычислить работу тока в холодильнике за сутки (мощность определите по паспорту), «Определить стоимость электроэнергии холодильника за сутки, если по тарифу за 1 кВт/ч платим  1.45 руб.» и др. Считаю, что решение подобных экспериментальных задач полезно для учеников, так как известно, что от услышанного ученик запоминает лишь 20-25%, от написанного – 50-60%, а от увиденного и сделанного самим ≈90%.

        Как известно, для осознания учащимися сущности, структуры и особенностей физических задач, механизмов их решения, важное значение имеет составление ими физических задач самостоятельно, поэтому в своей работе я практикую такой вид работы. Очень важно после выполнения учеником задания на составления физической задачи проанализировать её условие, решение, полученный ответ, фронтально обсудить результаты. При этом нужно поощрять проявления творчества, инициативы, оригинальности.

        Такого рода мероприятия я провожу в своей работе для выполнения поставленной проблемы.

Вывод:       Главным результатом исследовательской деятельности является интеллектуальный продукт, устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования.   Такая деятельность преследует еще и цели социализации, наработки социальной практики средствами исследовательской деятельности. Поэтому, считаю необходимым  перестройку учебного процесса в школе с учетом включения элементов исследовательской деятельности детей, что позволяет привнести в него не только индивидуализацию и дифференциацию образования, но и стать средством определения индивидуального образовательного маршрута с учетом способностей и интересов ученика.