Использование полнофункционального мобильного лабораторного комплекса для формирования метапредметных универсальных учебных действий (ПМЛК).
методическая разработка по физике на тему

Использование полнофункционального мобильного лабораторного комплекса для формирования

метапредметных  универсальных учебных действий  

Боброва Оксана Валентиновна,

 учитель физики  МАОУ  «СОШ №10»

город Кунгур, Пермский край, Россия

В условиях модернизации и инновационного развития, приоритетной  целью школьного образования становится формирование умения учиться.

Современные дети уникальны, т.к. развиваются в современном обществе:

- владеют информационными технологиями;

- мало читают, особенно художественную литературу;

- предпочитают виртуальное общение;

- пользуются  современной техникой.

Учениками востребовано обучение, ориентированное на жизнь, на практическую социализацию. Вот почему перед учителем стоит сложная проблема «Как учить в новых условиях?», как работать в парадигме деятельностного подхода?

            На мой взгляд, одним из важнейших средств повышения качества учебного процесса, успешного усвоения знаний детьми являются информационные средства обучения. Грамотное использование возможностей инновационных средств обучения в образовательном процессе способствует формированию метапредметных умений.

              Два года назад  наша школа получила инновационное оборудование. Особый акцент хотелось бы сделать на полнофункциональном мобильном лабораторном комплексе (ПМЛК), который является современным оборудованием для проведения лабораторных и демонстрационных экспериментов, исследовательских работ.  ПМЛК включает в себя комплект современных лабораторных приборов, цифрового измерительного оборудования. В лабораторный комплект входят регистраторы данных, которые предназначены для отображения результатов экспериментов. А также цифровые датчики, с помощью которых проводят измерения. С 2013 года занимаюсь исследовательской деятельностью, используя цифровое оборудование. Это позволяет формировать  универсальные учебные действия  обучающихся: познавательные, регулятивные, коммуникативные. При проведении исследования с помощью  ПМЛК формируются познавательные (умение видеть  проблему, выдвигать гипотезы для решения проблемы, находить  информацию в различных источниках, проводить  эксперимент) и  регулятивные (умение формулировать  цель собственной деятельности,  использовать современное оборудование для проведения исследования, рефлектировать)  универсальные учебные действия.

 Практические работы исследовательского характера провожу в группах, что позволяет формировать коммуникативные УУД: умение сотрудничать, договариваться, учитывать действия другого, умение оформить   результат работы.

Например, урок-исследование «Определения относительной влажности в кабинете физики». Метапредметная цель урока – развитие исследовательской компетенции обучающихся.  Кроме того учитель проектирует цели и для ученика, и для учителя: Цель для учителя: создать условия для  развития исследовательских умений учащихся.

Цель для ученика: уметь исследовать объект, сравнивать результат исследования с заданным эталоном и делать выводы по результатам исследования.

             На уроке учащимся предлагается выполнить исследование.  На столах имеются штативы, датчики температур, регистратор данных, вода, тонкая ткань и компьютер. Ребята используют  алгоритм  выполнения работы на листах, психрометрическую таблицу, а также процентный состав воздуха в помещениях по ГОСТУ. Для выполнения эксперимента учащиеся используют   два  датчика температур, подключаются  к регистратору данных, а регистратор к компьютеру. Учащиеся с помощью программы POLYTECH ILAB обрабатывают  графики зависимости температуры от времени,  определяют  относительную влажность воздуха. Заполняют  таблицу- продукт исследования.

Формулируют  вывод о влажности воздуха в классе.  Затем с помощью критериев оценивания проводят самооценку.

         Разработала и предлагаю обучающимся  следующие критерии оценивания: 

5 баллов – выполнили исследование, заполнили таблицу, сделали вывод по результатам исследования. Представили результат публично и предложили рекомендации по улучшению микроклимата в кабинете.

4 балла – выполнили исследование, заполнили таблицу. Сделали вывод, но не представили свой результат и не предложили свои рекомендации.

3 балла – вывод отсутствует.

           С помощью цифровой лаборатории мы с учащимися исследовали механические колебания нитяного и пружинного маятника. Ребята изучили  зависимость периода пружинного маятника от массы груза, от жесткости пружины, а также сравнили  период при параллельном и последовательном соединении пружин. Для исследования необходим следующий  набор оборудования: штативы, грузы разной массы, секундомер, фотодатчик, компьютер. Учащиеся на основе  алгоритма  деятельности проводят  исследование двумя методами (традиционным способом и с помощью фотодатчика). При традиционном способе   учащиеся измеряли время (используется секундомер) определенного числа колебаний. Вычисляли период. Во втором способе определения периода используется  фотодатчик. Результат фиксируется  в программном приложении POLYTECH ILAB.  Результаты исследования обучающиеся заносят  в таблицы.

Учащиеся сделали вывод  о зависимости периода пружинного маятника от массы и жесткости пружины. Сравнили результат при двух методах исследования. Сравнили период колебания груза при параллельном соединении двух пружин одинаковой жесткости и последовательном соединении. Рассчитали формулу для периода пружинного маятника и определили  жесткость пружин по своим табличным данным.

                Аналогичное  исследование было проведено на уроках с нитяным маятником. Учащиеся исследовали зависимость периода маятника от длины нити, амплитуды колебания, массы груза. Учащиеся доказали, что период нитяного маятника не зависит от амплитуды колебания и массы груза, а зависит от длины нити. Кроме этого с помощью ПМЛК мы с учащимися провели ряд других работ. Определяли теплопроводность веществ, используя датчики температур. Исследовали силу трения, используя датчик силы. Учащиеся наглядно увидели и сделали выводы зависимости силы трения, от силы нормального давления, от рода соприкасающихся поверхностей. Вычислили коэффициент трения и сравнили его при различных видах трения.

Исследовательская деятельность с помощью ПМЛК позволяет  повысить динамику уровня обученности учащихся с 40 до 57%, увеличить число учащихся, справившихся с подобными задачами в тестах ЕГЭ и ОГЭ до 100%.  Некоторые темы исследований (сила трения, механические колебания, звуковые волны) мы расширили и представили на школьной, городской конференции НОУ. С помощью цифровой лаборатории мы исследовали испарение и кипение жидкости и представили работу   на ХХХV  краевом конкурсе исследовательских работ учащихся.

Организация работы с ПМЛК на уроках и во внеурочной деятельности позволила развить  свои проектировочные, исследовательские, организаторские профессиональные компетенции. Огромное количество времени было потрачено на изучение лабораторного  комплекса и его возможностей. Мною спроектирован цикл уроков-исследований с помощью ПМЛК.  Являюсь руководителем временной творческой группы  «Использование ПМЛК на уроках естественнонаучных дисциплин». Опыт по применению данной технологии был представлен на семинарах городского и краевого уровня.

Кроме того, в  условиях реализации новых образовательных  стандартов  организация исследовательской деятельности учащихся   с помощью ПМЛК  обеспечивает развитие мотивации к предмету,  интеллектуальной активности  школьников,  формирует навыки работы с новым цифровым оборудованием, позволяет достигать метапредметных образовательных результатов.

Сколько радости испытывает ученик, когда он находится в поиске вместе с учителем!  Что может быть интереснее для педагога, чем следить за работой мысли ребят, вместе совершать ошибки и искать пути решения проблем,  а иногда суметь вовремя отойти в сторону дать юным исследователям  насладиться радостью своего открытия.