Программа элективного курса по физике в 4-6 классах "Физический эксперимент"
рабочая программа по физике

Возрождению интереса к физике посвящается… 

Пояснительная записка

Современный мир… Современная наука… Современные технологии… Что это? Большинство детей средней школы, не задумываясь, ответят вам – компьютер (планшет), смартфон (сотовый телефон), интернет. На вопрос зачем они нужны, ответят – чтобы общаться, проводить досуг, получать информацию. На вопрос как все это работает и организовано, вы не получите внятного ответа. Если обобщить все слышанные мною ответы одной фразой, то получится следующее: «А зачем мне это знать, умею пользоваться – этого вполне достаточно». Ребенок, начиная с трехлетнего возраста, достаточно уверенно пользуется сложнейшими электронными устройствами! Ученики найдут вам любую информацию в интернете за десять минут! Устройства и информация стали настолько разнообразны и доступны, что на их уникальность и сложность перестаешь обращать внимание. Сообщество производителей электроники и информационных технологий выращивает активных потребителей своей продукции, которые никогда не будут думать – как это работает. Они будут стимулировать лишь два вопроса, возникающих у таких людей 1. Где купить? 2. Когда выйдет новая версия?

Сейчас много говорится об информационной компетентности, способах ее формирования и пр. В частности мне нравится выражение «формирование компетентности в работе с различными источниками информации». По моему, пора открыть глаза и признаться самим себе, что сегодня источник информации  практически единственный – интернет. И дети давно это поняли и больше не утруждают себя ничем кроме как «Надо по-гуглить». Способы работы с литературой забыты. Это еще десять-двадцать лет назад, надо было сходить в библиотеку, взять книгу, прочитать ее, выписать интересующую тебя информацию… Сегодня все гораздо проще открыл браузер, ввел в строку поиска нужный вопрос и тут же получил на него ответ. Зачем мучиться, если только руку протяни, и получишь ответ на любой вопрос. Следующий шаг, я думаю, что его уже видят многие педагоги в России, это полный отказ учащихся учиться. «Учиться – а зачем? Все, что мне надо есть в интернете!».

Физика в школе изучается с седьмого класса. Сегодня семиклассники – это пресыщенные всеми достижениями науки и техники подростки, которых можно удивить разве что карманной атомной бомбой, да и то ненадолго. Физический эксперимент они называют фокусами, а уроки – лишней тратой времени, которое можно с пользой потратить на общение в социальных сетях, «И вообще, физика мне не нужна». Мы пожинаем плоды безудержного и неконтролируемого распространения современных технологий. Конечно, можно возразить, что современные информационные технологии дают неоспоримые преимущества в плане доступности информации. Но! Эта доступность «убивает» тягу к познанию, учению. Зачем помнить, зачем знать,  если есть интернет, этакая панацея от незнания?

Если учащихся старших классов еще можно мотивировать на изучение предмета, хотя бы для успешной итоговой аттестации, то с учащимися среднего звена этот номер не проходит. Нужно искать другие пути. И вот в этом федеральные государственные образовательные стандарты нового поколения могут оказать большую помощь. В частности, ФГОС в начальной школе. Ученика, который хочет учиться, заниматься наукой, в век развитых информационных технологий, нужно выращивать. И для этого как нельзя лучше подходит начальная школа. Именно в ней формируются основы умения учиться и способности к организации своей деятельности – умение принимать, сохранять цели и следовать им в учебной деятельности, планировать свою деятельность, осуществлять ее контроль и оценку, взаимодействовать с педагогом и сверстниками в учебном процессе.

Программа предназначена для учащихся четвертых классов общеобразовательной школы. Психолого-педагогические характеристики данного возраста позволяют говорить о высокой мотивации к творческой деятельности.

Согласно требованиям ФГОС начального общего образования в целях обеспечения индивидуальных потребностей обучающихся учебный план предусматривает время:

• на введение учебных курсов, обеспечивающих различные интересы обучающихся,
• на внеурочную деятельность.

Внеурочная деятельность организуется по направлениям развития личности (спортивно-оздоровительное, духовно-нравственное, социальное, общеинтеллектуальное, общекультурное) в таких формах как экскурсии, кружки, секции, круглые столы, конференции, диспуты, школьные научные общества, олимпиады, соревнования, поисковые и научные исследования, общественно полезные  практики и т. д.

С целью реализации данных требований, а также с учетом мнения родителей учащихся, интересов самих учащихся, был разработан данный курс.

Актуальность курса

Современная наука аккумулирует знания с невероятной скоростью. Современные технологии с каждым годом становятся сложнее. В связи с этим «старение» знаний происходит достаточно быстро. Поэтому перед школой ставится задача подготовить такого учащегося, который может быстро адаптироваться в быстро меняющемся мире. Физика одна из фундаментальных наук. Успешное освоение учебного предмета «Физика», позволяет сформировать у ребенка целостную картину мира. Физика – наукоемкий предмет. На изучение основных законов тратится достаточно много времени, хотя и его становится меньше. Причина достаточно проста – уменьшение учебного времени, отводящегося на изучение физики в федеральном компоненте учебного плана. Считается, что этого времени достаточно для изучения основ. Вполне могу согласиться с этим. Но для того, чтобы связать основы с современным состоянием науки – этого времени недостаточно. Единственное место, в котором можно найти время для общеинтелектуального развития личности – это начальная школа. По результатам исследования психологов в начальной школе учащиеся проявляют высокую мотивацию к учению. Поэтому, именно в начальной школе целесообразно введение данного курса, который будет являться:

• инструментом сохранения мотивации к учению;
• основой для изучения физики;
• инструментом познания физических явлений;
• основой формирования универсальных учебных действий.

В программе начальной школы заложен предмет – окружающий мир, основной целью которого является формирование представлений об окружающем мире. Предлагаемый курс не дублирует материала, а дополняет и расширяет его. В нем делается акцент на деятельностный подход в изучении окружающего мира и явлений происходящих в нем.

Проблема

Необходимо дать учащимся основу физических знаний,  научить видеть в любых явлениях протекающих в природе и используемых в технике физические закономерности, создать условия для формирования научной точки зрения, но физические знания в чистом виде не гарантируют использования этих знаний в повседневной жизни. Поэтому необходимо интегрировать эти знания в экспериментальную деятельность через выполнение практических и творческих заданий. Именно экспериментальная деятельность, направленная на развитие и применение собственных творческих способностей является сутью данного курса.

Новизна данной программы заключается во времени и месте  формирования физических знаний. Общепринято, что изучение физики начинается в 6-7 классах, это обусловлено сложностью предмета и сформированностью математического аппарата, который необходим при изучении физики. Но чтобы сформировать представления о физических процессах и явлениях, познать физические закономерности, вполне возможно ограничиться сравнением, делая основной акцент именно на физических закономерностях, а не на формулах и вычислениях.

Отличительной особенностью данной программы является насыщенность практической деятельностью. В процессе реализации программы теоретические знания, предлагаемые учащимся в чистом виде, сводятся к историческим справкам о физических открытиях, авторах открытий и времени. Все остальные знания, учащиеся получают в процессе экспериментальной деятельности в виде подтверждения гипотез, которые они формулируют самостоятельно или с помощью учителя. Учитель на всем протяжении курса, выступает в роли консультанта.

Практическая значимость состоит:

1. в установлении оптимальной системы педагогических условий, способствующих развитию познавательных способностей посредством опытов и решения по физике;
2. в отборе и апробации к имеющимся реалиям педагогической практики современных образовательных технологий, разнообразных форм, методов и приемов учебной деятельности, комплекса экспериментальных заданий, направленных на формирование коммуникативных умений  и навыков учащихся,  формирование  физических знаний, а так же  умение  применять полученные знания на практике, обеспечение сознательного усвоения материала; формирование навыков активных познавательных действий, логики мышления, в   создании условий освоения   школьниками   опыта  исследовательской деятельности,  подготовке конкурентоспособного ученика;
3. в обеспечении положительного воздействия культуры личности педагога, грамотной методике преподавания предмета физики  направленной на освоение учащимся методов и приемов в личностно-ориентированном взаимодействии учителя и учащегося.

Практическая значимость опыта проявляется  и в том, что формирование представлений о физических закономерностях у учащихся происходит через проведение экспериментальной работы, при этом особое внимание уделяется развитию познавательной деятельности.

Теоретическая значимость опыта заключается в обосновании системы работы для  развития личности учащегося на основе освоения универсальных способов деятельности, создает возможность самостоятельного успешного усвоения новых знаний, умений и компетентностей, включая организацию усвоения, ориентированную на познание, создание, преобразование и использование в новом качестве, то есть умения учиться.         

Цель программы Формирование глубокого интереса к физике, через организацию занятий курса. Развитие интеллектуально-творческого потенциала личности ребёнка через формирование навыков экспериментально-исследовательской деятельности. 

Задачи курса

• Развитие познавательных потребностей младших школьников.
• Развитие познавательных способностей младших школьников.
• Обучение детей младшего школьного возраста специальным знаниям, необходимым для проведения эксперимента.
• Формирование и развитие у детей младшего школьного возраста умений и навыков исследовательского поиска.
• Формирование и развитие у детей представлений о различных физических явлениях.

Ведущие теоретические идеи, принципы и технологии,

роль и место программы в образовательном маршруте обучающегося.

Обоснование отбора содержания и общей логики последовательности его изучения.

Один из основных принципов, который был заложен в основу программы - формирование познавательной деятельности,  был высказан Антуаном де Сент - Экзюпери (середина 20 столетия). В своем эссе «Цитадель» он пишет: «Не снабжайте детей готовыми формулами, формулы – пустота, обогатите их образами и картинками, на которых видны связующие нити. Не отягощайте детей мертвым грузом фактов, обучите их приемам и способам, которые помогут им постигать. Не судите о способностях по легкости усвоения. Успешнее и дальше идет тот, кто мучительно преодолевает себя и препятствия. Любовь к познанию через деятельность – вот главное мерило».

Кроме того, были использованы: психолого - педагогическая теория деятельности (П.Я. Гальперин, А.Н.  Леонтьев,  и др.); идеи личностно-ориентированного обучения, лежащие в основе современной концепции модернизации физического образования (О.Ф. Кабардин, В.Г. Разумовский и др.); идеи развивающего, продуктивного обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.); методика обучения решению физических задач (С.Е. Каменецкий, В.А. Орлов и др.);

На основе личностно-ориентированного подхода процесс реализации программы происходит  в  соответствии со следующими принципами:

• принцип самоактуализации (в каждом ребёнке видеть потребность в актуализации своих способностей,  поддерживать  стремление к их проявлению и развитию);
• принцип индивидуальности (создание условий, способствующих становлению и проявлению индивидуальности учащегося, формированию у него индивидуального стиля и мышления);
• принцип  субъектности (процесс обучения организуется так, что изучение учебного материала происходит путём актуализации и обогащения субъектного опыта учащихся);
• принцип выбора (ребёнок должен овладевать реальными правами и возможностями в выборе  темпа учебной деятельности, заданий на уроке и способов их выполнения);
• принцип творчества и успеха (используются на уроке задания не только репродуктивного, но и творческого характера);
• принцип  доверия и поддержки (создание атмосферы  поддержки, что  раскрепощает учащихся, содействует раскрытию их творческого потенциала, развитию сильных и коррекции слабых сторон их личности, достижению максимально возможных результатов в выполняемой на уроке деятельности).

Для развития интереса к физике  занятия осуществляются на основе деятельностного подхода (мыследеятельностная педагогика по Г. П. Щедровицкому),  который является одним из важнейших принципов обучения и воспитания.  Данный подход формирует  познавательные, практические и творческие  умения, развивает логическое мышление, наблюдательность и самостоятельность, учит проявлять активность в решении поставленных проблем. Обучение организовано   как самостоятельный творческий поиск, а это уже не репродуктивная, а творческая деятельность. По степени самостоятельности можно выделить три уровня реализации обучения.  Первый,  и самый простой, - когда взрослый ставит проблему, сам намечает стратегию и тактику ее решения. Ответ в этом случае предстоит самостоятельно найти ученику. Второй уровень - взрослый ставит проблему, но уже метод ее решения учащийся ищет самостоятельно. На этом уровне допускается коллективный поиск. На третьем, высшем, уровне - постановка проблемы, поиск методов  и разработка решения осуществляются обучающимся самостоятельно.  В программу курса включены специальные практические задания, развивающие способности выявлять физические закономерности. Построение гипотез -  основа  творческого мышления. Гипотезы позволяют открывать новые возможности, находить новые варианты решения поставленной задачи и затем, в процессе проведения эксперимента, оценивать их вероятность.  

Отбор содержания основывался на классическом представлении разделов курса физики. Но темы программы можно менять местами, в зависимости от обстоятельств, психологического климата, настроя, пожеланий учащихся. В любом случае, акцент делается на деятельности ученика и физических закономерностях, которые возникают при проведении эксперимента. Ценность любого занятия, можно заключить в одну фразу: «Всему есть научное объяснение, которое (по возможности) дает сам ученик».

Тематическое планирование курса

Содержание программы курса:

1. Введение (2ч)

Зачем нужен этот курс. Чем отличаются наблюдение от опыта и эксперимента. Как правильно провести эксперимент. Как правильно оформить результаты, полученные в ходе эксперимента. Что такое измерительный прибор? Как пользоваться измерительными приборами.

2. Движение и взаимодействие (6 ч)

Почему тела движутся? Почему останавливаются? (опыты с тележками на пружине, с пропеллером и др.) Кто изобрел пружину и зачем? Какая нужна пружина? (изучение устройств в которых используется пружина (пистолет, часы, амортизатор и др.)), Почему все падает вниз? (Демонстрация трубки Ньютона) Можно ли бросить так, чтобы никогда не упало (изучение падения тел брошенных горизонтально). Почему воздушный шарик может так быстро двигаться (Получение реактивного движения, изготовление модели ракеты)

3. Давление и сила (6 ч)

Сильный и слабый (Что такое сила от чего зависит). Что такое давление? Как его можно изменить (Опыты с передачей давления твердыми телами, жидкостями и газами (изменение площади и силы давления)), почему, чем глубже, тем тяжелее? (давление столба жидкости), Атмосферное давление (Как работает шприц, присоски, модель фонтана), Можно ли заставить железо плавать? (проверка условия плавания тел, изготовление декартова поплавка), плавают ли жидкости? (изучение поведения различных жидкостей), Воздухоплавание (изготовление модели воздушного шара)

4. Электричество (9 ч)

Техника безопасности при работе с электричеством. Что такое электрический ток. Источники тока (изготовление гальванического элемента, получение электрического тока трением). Действие тока: тепловое (нагревание воды, изучение нагревательных приборов), магнитное (изготовление электромагнита, электрический звонок),  химическое (окрашивание картофеля, получение меди). Простейшие электрические цепи (последовательное, параллельное соединение. простейшие электрические схемы).

5. Магнетизм (4 ч)

Природа магнетизма (экспериментальное обнаружение магнитного поля, где проявляется, от чего зависит, с чем взаимодействует). Постоянные магниты (получение «изображения» магнитного поля). Электромагниты (изготовление электромагнита, изучение его свойств). Изучение приборов, в которых используется магнитное поле (громкоговоритель, микрофон, электродвигатель, и др.)

6. Оптические явления (8 ч)

Что такое свет? Источники света. Откуда берется тень? Почему тени бывают разные? (Получение тени, полутени), отражение света (зеркала: плоское, кривое (на примере столовой ложки), изготовление зеркала из закопченой ложки, изготовление перископа), преломление света (преломление света в стекле, воде, в призме) Получение радуги, Линзы (изучение свойств различных типов линз, изготовление моделей фотоаппарата, телескопа, микроскопа)

Поурочное планирование

Предполагаемый результат.

На уровне  системы отношений учащихся и учителей происходит изменение  от взаимоотношений «наставник - наставляемый»  и переход к взаимоотношениям «коллега- коллега».

На уровне  педагогического процесса - обобщение способа получения знаний через экспериментальную деятельность.

Программа позволяет начать осуществлять переход от традиционной дидактической системы, дающей сумму знаний к дидактической системе применения полученных знаний,  в центре внимания – культура развивающейся личности.

Формирование  следующих образовательных компетенций:

1. Ценностно-смысловая, которая связана со сферой мировоззрения, ценностными ориентирами ученика, его способностью видеть и понимать  окружающий мир.

2. Общекультурные компетенции осведомленность  и уважение к труду инженера,  ученого.

3.Учебно-познавательные компетенции включают элементы логической, методологической, общенаучной деятельности, соотнесенной с реальными познавательными объектами. Ученик овладевает креативными навыками продуктивной деятельности: добыванием знаний непосредственно из реальности, владение приемами действий в нестандартных ситуациях. В рамках этой компетенции определяются требования функциональной грамотности, умение отличать факты от домыслов, владение измерительными навыками, использование статистических  и специальных научных методов познания, работа с лабораторным оборудованием

4. Информационная компетенция: при помощи реальных объектов (лабораторное оборудование) формируются умения анализировать необходимую информацию, организовывать, сохранять и передавать ее.

5.Коммуникативная: способность взаимодействовать с людьми, навыки работы в группе; умение отстаивать свою точку зрения, выдвигая гипотезу,  корректно отвечать оппоненту,  быть толерантным и корректным к чужому мнению.

6.Компетенция личностного самосовершенствования: освоение способов исследовательской, экспериментальной деятельности, формирование культуры  мышления и поведения.

Ожидаемый результат на уровне знаний, умений и навыков.

Учащийся имеет представление о:

• понятиях: проблема, гипотеза, цели, задачи, план, вывод;
• правилах организации и этапах  экспериментальной  деятельности;
• физических величинах: длина, масса, вес, сила, давление, скорость, угол, объем, плотность;
• физических процессах и явлениях: механическое движение, взаимодействие, электричество и магнетизм, преломление, отражение, дисперсия;

Учащийся умеет:

• безопасно работать с лабораторным оборудованием;
• выделять причины и следствия изучаемых процессов и явлений;
• выдвигать гипотезы о вариантах развития событий, в случае изменения условий эксперимента;
• делать выводы по результатам эксперимента (устные или письменные);
• предлагать использование результатов эксперимента в быту;
• объяснять некоторые природные явления, с научной точки зрения;
• объяснять принципы работы некоторых устройств;

Учащийся приобретает опыт:

• работы с различным оборудованием;
• коллективной и групповой работы;
• рефлексии собственной экспериментальной деятельности;
• коллективного обсуждения результатов собственной деятельности.

Аппарат контроля.

  Для оценки достижений учащихся по разделам программы применяется анализ поведения, наблюдение на занятиях, беседа с учащимися, анализ результатов экспериментальной работы. С помощью школьного психолога проводится входная и итоговая диагностика мотивации к учебной деятельности.

Методическое обеспечение учебного процесса

Методы, формы и приёмы, используемые для реализации программы соответствуют следующим требованиям:

• деятельностно - творческий характер;
• целеустремлённость на установление отношений сотрудничества в учебном взаимодействии;
• направленность на поддержку развития  познавательных способностей и индивидуальности школьника;
• предоставление ученику необходимого пространства для поиска, самостоятельности,   осуществления личностно значимого выбора;
• саморазвитие учащихся на уроках физики;
• здоровье сберегающие технологии.

• учет индивидуальных особенностей и возможностей учащихся;
• уважение к результатам их деятельности в сочетании с разумной требовательностью;

• комплексный подход при разработке занятий;
• вариативность содержания и форм проведения занятий;
• научность, связь теории и практики;
• преемственность;
• наглядность;
• систематичность и последовательность;
• прочность полученных знаний.

Организация учебного процесса.

Занятия проводятся в кабинете физики во внеурочное время. Для организации учебного процесса по  программе используется лабораторное оборудование стандартного кабинета физики для общеобразовательных школ, учебные канцелярские принадлежности, пластилин, пластиковая посуда, медная проволока, столовые приборы.

Условия реализации программы.

1. Календарно-тематическое    планирование    по   курсу    с    учетом видов деятельности, ожидаемых результатов; 
2. Технологические карты проведения экспериментов;
3. Наличие лабораторного оборудования;
4. Материалы для диагностики  мотивации к учебной деятельности.