Формирование исследовательских навыков учащихся на уроках физики
статья по физике по теме

Формирование исследовательских навыков школьников в процессе проведения различных видов учебных экспериментов.

 Конструкционные задачи нацелены на научение выстраивания конструктивной деятельности. Обучение конструированию экспериментально-исследовательской деятельности интересно проводить, использую технологию В.Г.Разумовского .Важные элементы научного творчества в физике могут быть представлены в виде цикла: обобщение фактов- построение абстрактной модели(выдвижение гипотезы)-вывод теоретических следствий –экспериментальная проверка этих следствий. Представление о цикличности научного общества не только позволяют рационально расположить учебный материал, но и разработать специальные творческие упражнения.

В творческом процессе особая роль принадлежит интуиции: она особенно важна при выдвижении гипотезы, при проектировании эксперимента для проверки теоретических выводов. Соответственно этим двум функциям творческие упражнения можно разделить на два типа: исследовательские задачи, в которых нужно объяснить незнакомое явление на основе подходящей абстрактной модели из теории физики и конструкторские задачи, в них требуется получить реальный эффект, соответствующий данной абстрактной модели(закону, формуле ,графику).Готовить учащихся к элементам исследовательской деятельности нужно постепенно, приучая к освоению «алгоритма стратегии научного поиска»,который подразумевает следующие шаги:

1. попытаться  решить задачу еще до изучения литературы(на основе своего опыта определить пути решения задачи)
2. изучить литературу осознанно ,под определенным углом зрения;
3. на основе изученного материала приступить к решению задачи(возможна помощь учителя)
4. получить ответ на поставленный вопрос, провести анализ результата и сделать  вывод .

 Исследования подразделяются на теоретические и эмпирические. Эмпирическая деятельность включает :наблюдения, эксперимент, опросы ,анкетирование и познавательную активность, связанную с осмыслением полученных результатов. Теоретические исследования направлены на всестороннее познание объективной реальности, требует объяснения установленных фактов ,формирует теоретические знания, базируясь на логических методах познания(анализ,синтез,аналогия,обобщение,сравнение,классификация,индукция,дедукция,моделирование).Для решения эмпирических задач используют методы познания: наблюдение, эксперимент, измерение.    Основная цель таких уроков: привитие первичных навыков проведения эксперимента, умение выдвигать гипотезы, приобщать детей к творчеству.

Можно выделить и основную группу методов поиска решений задач : мозговой штурм, ассоциативные методы, перебор различных вариантов решений ,связанных с систематизацией материала, метод наводящих вопросов.

Для учебно-экспериментальной деятельности учащихся важно создать среду конструктивного обучения и самопроектирования конструктивной деятельности в ней.

Такой средой могут быть:

1. кабинет физики;
2. домашняя лаборатория юного физика;
3. виртуальная лаборатория;

Организация конструктивной учебной деятельности может проводиться традиционно, в форме лабораторных работ, когда учащимся предоставляются в реальном виде все предметы эксперимента. Аудиторные занятия с элементами исследований наиболее сложны в исполнении, поэтому проводятся под обязательным надзором учителя .Некоторые внеаудиторные экспериментальные  исследовательские работы, при наличии приборов можно организовать дома с самодельными приборами.

В настоящее время интерес школьников привлекает работа в виртуально-конструкторской лаборатории, которая позволяет собирать на экране компьютера различные экспериментальные установки и проводить многочисленные эксперименты и исследования с используемой установкой .Виртуальная лаборатория удобна при самообучении физике и самоформировании конструктивных навыков .Выполнение виртуальных экспериментов можно организовать дома как внеаудиторные работы.

Исследовательские эксперименты по форме организации учебно-экспериментальной деятельности учащихся можно разделить на следующие:

А наглядно-иллюстративный эксперимент;

Б: исследовательский эксперимент;

В: творческая экспериментально-исследовательская работа;

Рассмотрим краткую характеристику каждого из них.

Наглядно-иллюстративный эксперимент

Ученик получает информацию(любой вид источника) и затем проводит эксперимент с тем, чтобы самому лично убедиться в реальности полученной информации и приобрести первичные навыки в реализации познания явления.

Исследовательский эксперимент

Цепочка экспериментов или этапов проведения эксперимента при изменяющихся параметрах При этом основная цель: сделать вывод по наблюдению за изменяющимися в эксперименте явлениями.

Творческая экспериментально-исследовательская работа

При организации творческой экспериментально-исследовательской работы выстраивается такая учебная ситуация, при которой деятельность ученика носит конструкционный характер. В процессе конструктивной деятельности школьник встречается с новыми неизвестными ситуациями, и пытается выстроить свои действия по проверке своих гипотез, выдвинутых в работе самостоятельно.

Во время проведения исследовательской работы в экспериментах могут принимать участи учащиеся,  имеют разного уровня знания и способности к физике В связи с чем учителю важно подбирать задания дифференцированно. Задания различаются по трем уровням.

Задания первого уровня предполагают, что ученик имеет базовые знания и неустойчивый интерес к предмету.

Задание(1 уровень, внеаудиторное вид работы А)

Опытным путем определите скорость распространения  пахучих веществ в комнате.

Задание второго уровня рассчитаны на ученика со сложившимся интересом к предмету, сформированными конструктивными первичными навыками и исследовательскими способностями.

Задание(2 уровень, аудиторное, вид работы Б)

Определите количество теплоты, выделяющееся при скольжении тела по наклонной плоскости без начальной скорости

Задания третьего уровня предназначены для учащихся , имеющих повышенный интерес к предмету, навыки самостоятельной работы, умение ориентироваться в большом объеме информации ,искать ее и выстраивать цели и гипотезы. Это школьники ,способные к выполнению заданий олимпиадного характера.

Задание  (3 уровень, аудиторное, вид работы В)

Изготовить модель автоматического устройства для регулирования температуры.

Не все школьники одинаково быстро и успешно овладевают знаниями. Определяющая причина такого явления заключается в том, что воспитывающее, развивающее обучение действует на личность не непосредственно ,а через «внутренние условия» ее решения, которые бесконечно разнообразны. Задачу обеспечения развития каждой личности, каждого ученика можно решить и путем развития творческих способностей. И для учителя неважно свяжет ли его ученик свою дальнейшую жизнь с физикой, главное чтобы он имел стимулы пробуждения творческой деятельности, развивал самодеятельность.