Исследовательская деятельность на уроке физики.
статья по физике на тему

Исследовательская деятельность на уроке физики.

Важнейшая проблема, волнующая всех учителей - повышения качества и эффективности урока. Снижение уровня знаний учащихся в значительной степени объясняется качеством урока: однообразием, шаблоном, формализмом и скукой.  Никто не требует отмены традиционных уроков как основной формы обучения  и воспитания учащихся. Речь идет о придании тому или иному виду деятельности оригинальных, нестандартных приемов активизировать учащихся на уроках физики, повышать интерес к знаниям, развивать детей с учетом их возраста и способностей. Из нетрадиционных форм проведения занятий чаще всего можно применять уроки - исследования.

Задачи организации исследовательской деятельности под силу любому творческому учителю или группе заинтересованных учителей.

Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением ими творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру.

Задачи привития интереса учащихся к физике расширение и углубление их  знаний и преставлений  о связи  физики с жизнью в учебно-исследовательской работе могут решаться по-разному. При большом разнообразии работы, деятельность учащихся чаще всего строится либо на теоретической основе - подготовка докладов, составление рефератов, решение задач, либо практическое изготовление моделей, приборов, наглядных пособий или учебно-исследовательской работы. Разумеется, определение этих заданий как исследовательских, имеет несколько условный характер, так как возможность школьного кабинета физики и уровень подготовленности учащихся даже в старших классах делают задачу проведения физических исследований не всегда выполнимой. Поэтому к исследовательским, творческим следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые,  неизвестные  для него закономерности или для решения которых, он должен сделать какие - то изобретения. Такое самостоятельное открытие известного  в физике закона или изобретение способа измерения физической величины не является простым повторением известного. Это открытие или изобретение, обладающее лишь субъективной новизной, для ученика является объективным доказательством его способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести необходимую уверенность в своих силах и способностях. И все  же можно решить эту задачу. [1]

В частности, я на уроках физики ребятам предлагаю изобретательские, исследовательские задачи, задачи-открытия, задачи с недостатком и избытком данных, задачи – «ошибки». Стараюсь предложить ребятам творческие задания. Вот некоторые из них:

• Для освещения длинных коридоров (или лестниц в подъезде) часто делают такое соединение проводов, что по концам коридора имеется по переключателю. В какую бы сторону ни шли люди, они поворотом первого переключателя могут зажечь лампу, а поворотом второго - погасить ее. Составьте схему, удовлетворяющую таким условиям.
• Найдите ошибку:

• Рассмотрите рисунок и скажите, какую серию опытов надо поставить, чтобы определить, зависит ли расстояние, на которое откатится шар по наклонной плоскости, от: а) размера шара; б) высоты наклонной плоскости. Почему вы выбрали именно эту серию?

     Лабораторная работа — самостоятельный эксперимент учащихся. При выполнении такой работы каждый «исследователь» выступает как активное начало, поскольку он сознательно, с определенной целью собирает экспериментальную установку, воспроизводит измерения и, обрабатывая их, убеждается в справедливости и объективности физических явлений и закономерностей. Учащиеся работают по два человека вполне самостоятельно по заранее полученным заданиям, пользуясь при этом специальным руководством.

Подобного рода экспериментальные работы являются не самоцелью, а средством обучения, поскольку они, прежде всего, преследуют познавательные цели и предполагают в дальнейшем использовании исследуемого явления. В этих работах слиты две важнейшие функции эксперимента: он выступает как средство эксперимента и как средство практического освоения достижений науки и техники. Лабораторные работы являются обязательными видами самостоятельной практической работы учащихся.

          Я считаю, что если учитель в преподавании физики пользуется экспериментальным методом, при котором учащиеся систематически включаются в поиски путей решения вопросов и задач, то можно ожидать, что результатом обучения будет развитие разностороннего, оригинального, не скованного узкими рамками мышления. А - это путь к развитию высокой интеллектуальной активности.

         Любая лабораторная работа в курсе физики – это тоже самостоятельное исследование. Например, «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках». Дети самостоятельно определяют, что в последовательно соединенной цепи сила тока одинакова на любом участке. Или «Исследование зависимости периода и частоты колебаний нитяного маятника от его длины». Учащиеся устанавливают эту зависимость экспериментально и делают выводы.

           На уроках и занятиях элективных курсов с интересом ребята выполняют практические работы конструкторского содержания, причем традиционного описания работы им не выдается. Роль указаний  к такой работе играют карточки – подсказки, но их получают только те учащиеся, у которых возникли затруднения.

Вот примеры таких конструкторских заданий: [4]

• Сконструируйте пружинный ареометр и измерьте им плотность жидкости. Карточки – подсказки:

• Придумайте способ измерить силу трения покоя. [2]

Карточка – подсказка:

Часто использую в своей работе экспериментальные задания, которые представляют собой кратковременные фронтальные лабораторные работы одновременно с изучением нового материала, закрепления или проверки выполнения домашнего задания. Такую работу провожу в группах, учащиеся могут посоветоваться, обсудить результаты, помочь друг другу. [5]

Например:

• При изучении в 8 классе темы «Испарение и конденсация» даю задания группам:

Группа № 1. Капнув на две чистые стеклянные пластинки по капле спирта, поместите одну из них над нагретой электрической плиткой. Заметьте время, в течение которого испарится спирт с этой пластинки и с той, которая не подогревается. Сделайте вывод из этого опыта, а зависимости скорости испарения от температуры, обоснуйте его.     Задание 3 стр 43 (ранее задано на дом)

Группа № 2. Поместите на чистую стеклянную пластинку каплю спирта и, наклоняя пластинку в разные стороны, добейтесь, чтобы капля растеклась по стеклу. Рядом нанесите еще одну каплю спирта. Пронаблюдайте за их испарением. Сравните скорости испарения этих капель и сделайте вывод о зависимости скорости испарения жидкости от величины ее поверхности, обоснуйте свой вывод.

Группа № 3. Возьмите промокательную бумагу и капните на разные места по одной капле воды, спирта и глицерина. Проследите, какая из капель испариться первой, какая – второй, а какая останется на бумаге довольно долго. Сделайте вывод и обоснуйте его.

Группа № 4. На две чистые стеклянные пластинки стекла поместите по капле спирта. Помашите над одной из пластинок веером так, чтобы ветер от него не попадал на другую. С какой пластинки капля испарится быстрее? Сделайте вывод из своего опыта и обоснуйте его.

Одновременно учащиеся ведут поиск  информации в интернете, перерабатывают, анализируют, обобщают ее, выделяют главное:

Группа №5.  Найти в интернете интересные факты « Испарение и конденсация в жизни человека»

Группа № 6. Найти в интернете интересные факты «Испарение в жизни растений, животных».

Итоги работы групп, выводы (записываем в тетради):

Скорость испарения жидкости зависит:

1) От рода жидкости

2) От температуры жидкости

3) От площади поверхности жидкости

4) От наличия ветра.

• При изучении в 7 классе темы «Архимедова сила» учащиеся в группах выполняют задания:

        1.  Проверка зависимости Fвыт от Vтела.

2.  Проверка зависимости Fвыт  от веса ( или массы) тела

3.  Проверка зависимости Fвыт  от глубины погружения тела в жидкость

4.  Проверка зависимости Fвыт  от формы тела

5.  Проверка зависимости Fвыт  от плотности жидкости

После экспериментальный проверки всех гипотез учащихся формулируют вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости и объема тела. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовались все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование». Только добытые собственным трудом знания и умения прочны, только они приносят удовлетворение и уверенность в своих силах, пробуждают стремление к продолжению процесса познания.

Несомненными преимуществами использования исследовательской работы являются высокая степень активности и самостоятельность учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений работы физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самими учащимися. Основы исследовательских работы постигают ученики 7-8 классов. В распоряжении учителя много методов, главное – не оттолкнуть детей сложностью заданий, обеспечить понимание ученикам выполняемой деятельности, то есть методы должны быть личностно ориентированными.

           В нашей школе на уроках физики проводятся различные формы исследовательской деятельности: как на уроках, так и при подготовке к урокам. Если в 7-9 классах учащиеся занимаются исследовательскими видами деятельности при обобщении учебного материала, отыскивая дополнительные интересные факты из окружающей нас жизни, то в 10-11 классах мы проводим уроки - семинары, конференции, к которым ученики сами подбирают материал, рассматривают и раскрывают вопросы заданий.

Ребята с удовольствием занимаются проектной деятельностью,  как на уроках, так и во внеурочное время. Темы проектов самые разные: «Зазеркалье», где ребята рассказывали о калейдоскопах, их применении в  жизни, сами изготовили калейдоскоп;

«Равновесие тел» - работа, в которой показано широкое применение равновесия в практической жизни;

«Самая удивительная в мире жидкость», в работе приведены расчеты по расходованию воды, представлены проекты  и приборы, позволяющие экономить пресную воду, запасы, которой не так велики и др. [3]

Такие работы развивают практические умения, логическое мышление, самостоятельность, смекалку, учат анализировать наблюдаемый процесс, оценивать результаты, выдвигать гипотезы, делать обобщения и выводы, связывать теорию, практику и жизнь можно с помощью системы экспериментальных заданий, включая домашние. Учащиеся самостоятельно выбирают форму отчета. Как правило, это презентация.

       Поэтапная исследовательская работа стимулирует активность будущих олимпийцев и исследователей.

       Потеря  интереса к предмету пробудило преподавателей искать новые методы и средства обучения, способствующие развитию интереса, воплощающиеся в себе идей высокой взаимной требовательности и уважения,  опирающиеся на возросшую самостоятельность ребят.

  Наконец,  значительно расширяющие и обогащающие методический арсенал учителя, поскольку известно, что постоянство - враг интереса.

Идут дни, месяцы, годы, но дети всегда остаются детьми, и задача учителя - стать им другом, раскрыть богатство их душ. Школа - самая удивительная лаборатория, потому что в ней создается будущее!

ЛИТЕРАТУРА:

    1. Ковалева С.Я. Об исследовательской и проектной деятельности учащихся  Физика в школе, 2010. №16. 

 2.Дженис Ванклив «Занимательные опыты по физике», М.; АСТ:  Астрель,    2008.

    3. Эльшанский И. И. «Хочу стать Кулибиным». М. «Дрофа», 2008.

    4. Горлова Н. А. «Нетрадиционные уроки, внеурочные мероприятия», М. «ВАКО», 2006.

    5. Интернет – ресурсы.