Организация проектно-исследовательской деятельности обучающихся в ходе обучения физике. (Из опыта работы)
статья по физике

Из опыта работы учителя физики МБОУ Школы №22 г.о. Самара

Воронковой Елены Викторовны.

Организация проектно-исследовательской деятельности обучающихся в ходе обучения физике.

Одним из основных  принципов дидактики является принцип связи обучения с жизнью. В современной дидактике  этот принцип называется принципом практической направленности подготовки учащихся.

Я. А. Коменский считал, что ученик легче усваивает учебный материал, если показать, какую пользу имеет этот материал в повседневной жизни. Он предлагал придерживаться этого правила в грамматике, и в диалектике, и в математике, и в физике.

Необходимость приобщения учащихся к проектно- исследовательской  деятельности  вызвана высокими требованиями современного мира к выпускникам школ. Если раньше выпускнику для самореализации, профессионального самоопределения и карьерного роста достаточно было овладеть определенной  суммой знаний, быть трудолюбивым и послушным, то теперь этого недостаточно.    

Современные  выпускники должны помимо знаний обладать такими качествами, как мобильность, коммуникабельность, самостоятельность, а также уметь оперативно решать проблемы, делать выбор и нести за него ответственность, самостоятельно овладевать новыми знаниями.

Основным средством  формирования универсальных учебных действий(УУД), согласно новым Стандартам, является системно - деятельностный подход, методом реализации которого  является проектно-исследовательская деятельность.  Она  предполагает  наличие основных этапов, характерных для научного исследования:

 1)постановку проблемы, 2) поиск информации по данной проблеме,3) овладение методикой исследования, 4)сбор собственного материала, его анализ, обобщение, 5) создание конечного продукта.

Роль учащихся в учебном процессе принципиально меняется в работе над проектом:  ученик становится субъектом деятельности. При этом школьники свободны в выборе способов и видов деятельности для достижения поставленной цели. Им никто не навязывает, как и что делать.

 Дети  становятся более изобретательными в поиске  решения задач. Этому способствуют задания проекта, совместная интеллектуальная деятельность рабочих групп, консультации учителя.

 Важным результатом проектной деятельности является активизация процессов социализации школьника. Поиски информации, обращение к старшим, неформальные консультации с учителем благотворно влияют на личностное становление ребенка, его самореализацию и осмысление собственного места в социальном окружении.

Проектно-исследовательская  деятельность способствует:

Формированию личностных УУД:

• формирование позитивной самооценки, самоуважения, самоопределения;

• воспитание целеустремлённости и настойчивости

• повышается уровень информационной культуры, включающий в себя работу с различной техникой (принтер, микрофон, фотоаппарат, видеокамера и т.д.)

Формированию коммуникативных УУД: 

 • умение выражать свои мысли, доказывать свои идеи, вести диалог;

 •  приобретение навыков  публичного выступления (ораторское искусство);  

 •  умение работать в группе, в команде;

 • доброжелательно и чутко относиться к людям, сопереживать

Формированию регулятивных УУД:

• умение самостоятельно и совместно планировать деятельность и сотрудничество, принимать решения;

• формирование навыков организации рабочего пространства и рационального использования времени

Формированию познавательных УУД

• Сбор, систематизация, классификация, анализ и использование информации.

•  Расширяются и углубляются знания в различных предметных областях.

Использование данного вида деятельности даёт возможность не только успевающим, но и слабым ученикам использовать свои сильные стороны. Ещё Конфуций говорил:

«Я слышу – и забываю,
  Я вижу – и запоминаю,
  Я делаю – и понимаю».

Физика — наука экспериментальная. В основе её лежат наблюдения и опыты, и организация проектно-исследовательской деятельности учащихся при изучении физики — необходимый фактор, позволяющий повысить интерес  к физической науке, сделать её увлекательной, занимательной, интересной  и полезной с точки зрения практической направленности.

На уроках физики проектно-исследовательская деятельность имеет широкое применение. Поделюсь опытом своей работы в этом направлении.

На начальном этапе изучения физики в 7-8 классах одной из форм проектно-исследовательской деятельности  являются написание рассказов и сочинений об изучаемом физическом явлении. Поиск загадок, народных примет, пословиц связанных с физикой вызывает у ребят интерес к предмету.

Еще одной формой работы, которая нравится  ученикам и позволяет им  осваивать приемы проектно-исследовательской деятельности, является создание самодельных приборов, подготовка занимательных опытов (с последующей демонстрацией в классе)  и выполнение домашних экспериментальных заданий. Так, например, после изучения темы «Атмосферное давление», семиклассникам предлагается создать модель фонтана из подручных материалов и разработать проект фонтана, который может быть построен  на своем дачном участке, а после изучения темы «Закон  Паскаля»- модель   «Картезианского водолаза» .

 При изучении оптических явлений в 8классе, ребятам предлагаю подготовить проект-презентацию «Оптические иллюзии». Материал, собранный ребятами по данной теме, разнообразен. Он отражает не только забавный аспект этой темы , но и практический : применение оптических иллюзий в архитектуре, изобразительном и цирковом искусстве, моде, кинематографии и в военном деле. Изобретательская работа способствует развитию у учащихся новых интересов к физике, любознательности, инициативы, приводит к расширению их теоретических и технологических знаний.

 При изучении темы :«Работа  и мощность тока» ребята выполняют:  Краткосрочный исследовательский ( индивидуальный) проект по теме «Расчет стоимости электроэнергии», (8 класс), продолжительностью 3 урока.

1-й урок: сбор информации  (количество лампочек в квартире, их мощность, примерное время работы за 1 день, действующий тариф, необходимые формулы для расчета).

Обсуждают план действий для достижения поставленной цели.

Цель: рассчитать стоимость электроэнергии, израсходованной всеми лампочками в вашей квартире за 1 неделю, предложить способы экономии.

1 урок : учитель контролирует  ход обсуждения. Проводит инструктаж

2 урок: обработка собранной информации, выполнение расчетов.

Разработка памятки по экономии электроэнергии выполняется в качестве домашнего задания

Консультирует, направляет действия учеников. Предоставляет дополнительный материал.

Представление результатов.

3-й урок: презентация готовых проектов, их обсуждение и оценка.

Выставляет оценку (с учетом правильности проводимых расчетов)

При выполнении проектно-исследовательских работ ребятами 9-х классов, у них  возникает необходимость  серьезной  работы с литературой. Приобщаясь к научному поиску, дети учатся ориентироваться в огромном мире научных книг, журналов, пособий. Они учатся классифицировать собранный материал, обрабатывать, анализировать его, обобщать и делать выводы. Они обучаются умению излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. Вся эта работа ведет к переосмыслению, обогащению и углублению знаний, полученных на уроках  физики и связи ее с другими науками.  В качестве примера хочу привести создание учащимися  следующих проектов:

 « Влияние электромагнитного излучения на скорость прорастания семян пшеницы». Цель   проекта: доказать, что электромагнитное излучение (ЭМИ) положительно влияет на рост проростков пшеницы.

Задачи проекта:

• Самостоятельное приобретение теоретических знаний по теме электромагнитные излучения из научной литературы.

• На основе анализа информационных источников выяснить, какое влияние оказывают ЭМИ на биологический процесс.
• Провести эксперимент в домашних условиях по исследованию влияния ЭМИ на рост и развитие проростков пшеницы.
• Проанализировать результаты эксперимента.
• Сделать выводы, составить таблицу и графики.

    Основные методы исследования:

• Ежедневные наблюдения и измерение роста проростков пшеницы из облученных и необлученных семян.
• Измерение скорости роста проростков.
• Статистическая обработка данных по методике Т.Я. Ашихминой.

Практическая значимость исследования : Результаты исследования могут быть использованы в практике сельского хозяйства для увеличения скорости и степени прорастания семян культурных растений.

В представленной работе достигнуты поставленные цели. Показано положительное влияние ЭМИ на рост проростков пшеницы, определено численное значение данного влияния. Приобретены теоретические знания по теме «Электромагнитные излучения и их воздействие на биологические объекты» из научной литературы. На основе анализа информационных источников показан механизм воздействия ЭМИ на биологический процесс. Был проведен эксперимент в домашних условиях по исследованию влияния ЭМИ на рост и развитие проростков пшеницы и проанализированы его результаты. На основании результатов эксперимента сделаны выводы, составлены таблица, график.

          «Какую роль играет влажность в жизнедеятельности человека»,         «Звуковые волны низкой звуковой частоты и ее влияние на здоровье человека», «Неньютоновские жидкости . Их свойства и использование», индивидуальный проект по теме: «Физика в пословицах и поговорках», конечным продуктом которого  явился  сборник пословиц и поговорок, с  пояснением физических явлений, иллюстрациями. Учащимися 10 класса был подготовлен групповой творческий  проект посвященный  60летию запуска первого искусственного спутника Земли. Старшеклассники выступали перед учащимися 5-11 классов. Теоретическая  часть проекта включает в себя историческую и современную концепцию развития космической отрасли, содержащую видеофрагменты, презентацию. Ребята подготовили викторину , с учетом возрастных особенностей  участников. Итогом явилось награждение победителей викторины и ребят, сделавших  лучшие модели спутников.

Практика показывает, что проектно-исследовательская деятельность реально способствует формированию нового типа ученика, который обладает набором умений и навыков самостоятельной и конструктивной работы, владеет способами целенаправленной деятельности, готов к сотрудничеству и взаимодействию, наделен опытом самообразования. Молодые люди, способные принимать адекватные, быстрые, продуманные решения могут обеспечить себе достойную жизнь и высокий уровень социализации.

Из опыта работы учителя физики МБОУ Школы №22 г.о. Самара

Воронковой Елены Викторовны.

Организация проектно-исследовательской деятельности обучающихся в ходе обучения физике.

Одним из основных  принципов дидактики является принцип связи обучения с жизнью. В современной дидактике  этот принцип называется принципом практической направленности подготовки учащихся.

Я. А. Коменский считал, что ученик легче усваивает учебный материал, если показать, какую пользу имеет этот материал в повседневной жизни. Он предлагал придерживаться этого правила в грамматике, и в диалектике, и в математике, и в физике.

Необходимость приобщения учащихся к проектно- исследовательской  деятельности  вызвана высокими требованиями современного мира к выпускникам школ. Если раньше выпускнику для самореализации, профессионального самоопределения и карьерного роста достаточно было овладеть определенной  суммой знаний, быть трудолюбивым и послушным, то теперь этого недостаточно.    

Современные  выпускники должны помимо знаний обладать такими качествами, как мобильность, коммуникабельность, самостоятельность, а также уметь оперативно решать проблемы, делать выбор и нести за него ответственность, самостоятельно овладевать новыми знаниями.

Основным средством  формирования универсальных учебных действий(УУД), согласно новым Стандартам, является системно - деятельностный подход, методом реализации которого  является проектно-исследовательская деятельность.  Она  предполагает  наличие основных этапов, характерных для научного исследования:

 1)постановку проблемы, 2) поиск информации по данной проблеме,3) овладение методикой исследования, 4)сбор собственного материала, его анализ, обобщение, 5) создание конечного продукта.

Роль учащихся в учебном процессе принципиально меняется в работе над проектом:  ученик становится субъектом деятельности. При этом школьники свободны в выборе способов и видов деятельности для достижения поставленной цели. Им никто не навязывает, как и что делать.

 Дети  становятся более изобретательными в поиске  решения задач. Этому способствуют задания проекта, совместная интеллектуальная деятельность рабочих групп, консультации учителя.

 Важным результатом проектной деятельности является активизация процессов социализации школьника. Поиски информации, обращение к старшим, неформальные консультации с учителем благотворно влияют на личностное становление ребенка, его самореализацию и осмысление собственного места в социальном окружении.

Проектно-исследовательская  деятельность способствует:

Формированию личностных УУД:

• формирование позитивной самооценки, самоуважения, самоопределения;

• воспитание целеустремлённости и настойчивости

• повышается уровень информационной культуры, включающий в себя работу с различной техникой (принтер, микрофон, фотоаппарат, видеокамера и т.д.)

Формированию коммуникативных УУД: 

 • умение выражать свои мысли, доказывать свои идеи, вести диалог;

 •  приобретение навыков  публичного выступления (ораторское искусство);  

 •  умение работать в группе, в команде;

 • доброжелательно и чутко относиться к людям, сопереживать

Формированию регулятивных УУД:

• умение самостоятельно и совместно планировать деятельность и сотрудничество, принимать решения;

• формирование навыков организации рабочего пространства и рационального использования времени

Формированию познавательных УУД

• Сбор, систематизация, классификация, анализ и использование информации.

•  Расширяются и углубляются знания в различных предметных областях.

Использование данного вида деятельности даёт возможность не только успевающим, но и слабым ученикам использовать свои сильные стороны. Ещё Конфуций говорил:

«Я слышу – и забываю,
  Я вижу – и запоминаю,
  Я делаю – и понимаю».

Физика — наука экспериментальная. В основе её лежат наблюдения и опыты, и организация проектно-исследовательской деятельности учащихся при изучении физики — необходимый фактор, позволяющий повысить интерес  к физической науке, сделать её увлекательной, занимательной, интересной  и полезной с точки зрения практической направленности.

На уроках физики проектно-исследовательская деятельность имеет широкое применение. Поделюсь опытом своей работы в этом направлении.

На начальном этапе изучения физики в 7-8 классах одной из форм проектно-исследовательской деятельности  являются написание рассказов и сочинений об изучаемом физическом явлении. Поиск загадок, народных примет, пословиц связанных с физикой вызывает у ребят интерес к предмету.

Еще одной формой работы, которая нравится  ученикам и позволяет им  осваивать приемы проектно-исследовательской деятельности, является создание самодельных приборов, подготовка занимательных опытов (с последующей демонстрацией в классе)  и выполнение домашних экспериментальных заданий. Так, например, после изучения темы «Атмосферное давление», семиклассникам предлагается создать модель фонтана из подручных материалов и разработать проект фонтана, который может быть построен  на своем дачном участке, а после изучения темы «Закон  Паскаля»- модель   «Картезианского водолаза» .

 При изучении оптических явлений в 8классе, ребятам предлагаю подготовить проект-презентацию «Оптические иллюзии». Материал, собранный ребятами по данной теме, разнообразен. Он отражает не только забавный аспект этой темы , но и практический : применение оптических иллюзий в архитектуре, изобразительном и цирковом искусстве, моде, кинематографии и в военном деле. Изобретательская работа способствует развитию у учащихся новых интересов к физике, любознательности, инициативы, приводит к расширению их теоретических и технологических знаний.

 При изучении темы :«Работа  и мощность тока» ребята выполняют:  Краткосрочный исследовательский ( индивидуальный) проект по теме «Расчет стоимости электроэнергии», (8 класс), продолжительностью 3 урока.

1-й урок: сбор информации  (количество лампочек в квартире, их мощность, примерное время работы за 1 день, действующий тариф, необходимые формулы для расчета).

Обсуждают план действий для достижения поставленной цели.

Цель: рассчитать стоимость электроэнергии, израсходованной всеми лампочками в вашей квартире за 1 неделю, предложить способы экономии.

1 урок : учитель контролирует  ход обсуждения. Проводит инструктаж

2 урок: обработка собранной информации, выполнение расчетов.

Разработка памятки по экономии электроэнергии выполняется в качестве домашнего задания

Консультирует, направляет действия учеников. Предоставляет дополнительный материал.

Представление результатов.

3-й урок: презентация готовых проектов, их обсуждение и оценка.

Выставляет оценку (с учетом правильности проводимых расчетов)

При выполнении проектно-исследовательских работ ребятами 9-х классов, у них  возникает необходимость  серьезной  работы с литературой. Приобщаясь к научному поиску, дети учатся ориентироваться в огромном мире научных книг, журналов, пособий. Они учатся классифицировать собранный материал, обрабатывать, анализировать его, обобщать и делать выводы. Они обучаются умению излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. Вся эта работа ведет к переосмыслению, обогащению и углублению знаний, полученных на уроках  физики и связи ее с другими науками.  В качестве примера хочу привести создание учащимися  следующих проектов:

 « Влияние электромагнитного излучения на скорость прорастания семян пшеницы». Цель   проекта: доказать, что электромагнитное излучение (ЭМИ) положительно влияет на рост проростков пшеницы.

Задачи проекта:

• Самостоятельное приобретение теоретических знаний по теме электромагнитные излучения из научной литературы.

• На основе анализа информационных источников выяснить, какое влияние оказывают ЭМИ на биологический процесс.
• Провести эксперимент в домашних условиях по исследованию влияния ЭМИ на рост и развитие проростков пшеницы.
• Проанализировать результаты эксперимента.
• Сделать выводы, составить таблицу и графики.

    Основные методы исследования:

• Ежедневные наблюдения и измерение роста проростков пшеницы из облученных и необлученных семян.
• Измерение скорости роста проростков.
• Статистическая обработка данных по методике Т.Я. Ашихминой.

Практическая значимость исследования : Результаты исследования могут быть использованы в практике сельского хозяйства для увеличения скорости и степени прорастания семян культурных растений.

В представленной работе достигнуты поставленные цели. Показано положительное влияние ЭМИ на рост проростков пшеницы, определено численное значение данного влияния. Приобретены теоретические знания по теме «Электромагнитные излучения и их воздействие на биологические объекты» из научной литературы. На основе анализа информационных источников показан механизм воздействия ЭМИ на биологический процесс. Был проведен эксперимент в домашних условиях по исследованию влияния ЭМИ на рост и развитие проростков пшеницы и проанализированы его результаты. На основании результатов эксперимента сделаны выводы, составлены таблица, график.

          «Какую роль играет влажность в жизнедеятельности человека»,         «Звуковые волны низкой звуковой частоты и ее влияние на здоровье человека», «Неньютоновские жидкости . Их свойства и использование», индивидуальный проект по теме: «Физика в пословицах и поговорках», конечным продуктом которого  явился  сборник пословиц и поговорок, с  пояснением физических явлений, иллюстрациями. Учащимися 10 класса был подготовлен групповой творческий  проект посвященный  60летию запуска первого искусственного спутника Земли. Старшеклассники выступали перед учащимися 5-11 классов. Теоретическая  часть проекта включает в себя историческую и современную концепцию развития космической отрасли, содержащую видеофрагменты, презентацию. Ребята подготовили викторину , с учетом возрастных особенностей  участников. Итогом явилось награждение победителей викторины и ребят, сделавших  лучшие модели спутников.

Практика показывает, что проектно-исследовательская деятельность реально способствует формированию нового типа ученика, который обладает набором умений и навыков самостоятельной и конструктивной работы, владеет способами целенаправленной деятельности, готов к сотрудничеству и взаимодействию, наделен опытом самообразования. Молодые люди, способные принимать адекватные, быстрые, продуманные решения могут обеспечить себе достойную жизнь и высокий уровень социализации.