Исследовательская деятельность обучающихся как средство индивидуализации и как фактор повышения эффективности образовательного процесса
статья по физике (7 класс) на тему

 Практика Патрина Е.Г.

Исследовательская деятельность обучающихся как средство индивидуализации   и как фактор повышения эффективности образовательного процесса

          Содержательные компоненты практики  

• концептуальная основа

  • технологическая основа  

• цели и задачи 

• планируемые результаты  

• предметное содержание 

• способы организации образовательного процесса, методы и приемы •

 система контроля и оценки образовательного результата • другое  

           Организационные механизмы реализации практики  

• практика реализуется в рамках образовательной организации

  • практика реализуется в специально организованных формах           образовательного процесса (летний лагерь, клуб и т.д.)  

• другое  

           Организационные условия применения практики  

• нет специальных условий  • необходимость создания сетевого сообщества • другое  

          Технические условия применения практики  •

необходимые средства технической поддержки • специализированное ПО • специальное оборудование для обучающихся с ОВЗ, другое

Актуальность

На сегодняшний день основным механизмом развития системы  основного  образования является поиск и освоение инноваций, которые способствовали бы  качественным изменениям в деятельности  образовательного учреждения.                  

Главным принципом современных преобразований является ориентация на индивидуализацию  обучения.

 Под индивидуализацией обучения  понимается  организация  учебного процесса с учетом индивидуальных  особенностей каждого учащегося.

Индивидуализация осуществляется также и в условиях коллективной учебной работы в рамках общих задач и содержания обучения

 (В. II. Беспалько, Т. А. Боровских, А. А. Кирсанов, Е. А. Климова, А. И Конев, М Н Скаткин, Г Ф Суворова, И Э Унт)

 Индивидуализация обучения  позволяет создать оптимальные условия для реализации потенциальных возможностей каждого ученика, и направлена на преодоление противоречия между требованиями,  заявленными учебной программой, и реальными возможностями каждого школьника.

Средствами индивидуализации могут выступать индивидуальные и групповые задания;

формы организации как урочной так и внеурочной   деятельности

В качестве компонентов индивидуализации обучения на всех этапах обучения выступают контроль и самоконтроль

 Каждый ребенок имеет право на собственный путь развития.

 Поэтому необходимо создать условия для воспитания и обучения всех детей, а также каждому  предоставить возможность проявить индивидуальность и творчество.

Урок позволяет выявить интересную тему, поставить  вопрос,  но  не каждый ребенок  в силу  своих способностей  и временем , выделенным для изучения темы ,  может сам  определить возможности для дальнейшего  изучения  исследуемой темы. Наша задача- задать вектор!

 Итак.

Тема: Исследовательская деятельность обучающихся по  физике  и  как средство индивидуализации   и как фактор повышения эффективности образовательного процесса- тема на сегодня.

ЦЕЛЬ: развитие интеллектуально-творческого потенциала личности ребенка путем совершенствования навыков исследовательского поведения и развития исследовательских способностей.

Задачи:

1. Поддержка  или выявление одарённых и талантливых детей; развитие интеллектуально-творческого потенциала личности ребенка,
2. Разработка  методов и средств  использования  исследовательской  деятельности и для индивидуализации обучения  физики  у обучающихся.
3. Формирование проектно-исследовательской культуры учащихся,
4. содействие формированию у школьников научной картины мира;

• концептуальная основа

основные концептуальные положения исследовательской и проектной деятельности учащихся, реализуемые в работе нашей экспериментальной площадки.

Исследовательская деятельность – это образовательная работа, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи (в различных областях науки) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для научного исследования, а также таких элементов, как практическая методика исследования выбранного явления, собственный экспериментальный материал, анализ собственных данных и вытекающие из него выводы.( для слайда)

Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.

Проектная деятельность учащихся – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности. Непременным условием проектной деятельности является наличие заранее выработанных представлений о конечном продукте деятельности, этапов проектирования (выработка концепции, определение целей и задач проекта, доступных и оптимальных ресурсов деятельности, создание плана, программ и организация деятельности по реализации проекта) и реализации проекта, включая его осмысление и рефлексию результатов деятельности.

Проектно-исследовательская деятельность – деятельность по проектированию собственного исследования, предполагающая выделение целей и задач, выделение принципов отбора методик, планирование хода исследования, определение ожидаемых результатов, оценка реализуемости исследования, определение необходимых ресурсов. Является организационной рамкой исследования.

Главным результатом исследовательской деятельности является интеллектуальный продукт, устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования и представленный в стандартном виде.

При этом проектная организация процесса исследования является средством установления истины, способом наиболее эффективного продвижения познания. Необходимо подчеркнуть самоценность достижения истины в исследовании

Не каждая исследовательская задача, привнесенная из науки, пригодна для реализации в образовательных учреждениях. Такие задачи должны удовлетворять определенным требованиям, исходя из которых возможно установить общие принципы проектирования исследовательских задач учащихся в различных областях знания.

Технологическая карта проектной и исследовательской работы – это способ графического проектирования работы, таблица, позволяющая структурировать работу по выбранным учителем параметрам.

Представлена  базовая модель технологической карты.

Название работы  (Тема проекта (учебного исследования),

ФИО автора,

 ФИО научного руководителя, класс.

Данная работа посвящена ________________

Актуальность темы обусловлена_________________

Проблема (проблемный вопрос)

Объект

Предмет

Гипотеза

Цель проекта (исследования)

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

Методы исследования, реализации цели и задач

Результаты работы:

Основные выводы:

При обучении приемам исследовательской деятельности нужно изменять уровни реализации «исследовательского обучения»:

1. Учитель ставит проблему, сам намечает стратегию и тактику ее решения. Решение в этом случае предстоит самостоятельно найти ребенку.
2. Учитель ставит проблему, но метод ее решения ребенок ищет самостоятельно. На этом уровне допускается коллективный поиск.
3. Высший уровень – постановка проблемы, поиск методов ее исследования и разработка решения осуществляются ребенком самостоятельно.

Это тот  метод обучения, позволяющий строить учебный процесс исходя из интересов учащихся,

дающий возможность учащемуся проявить самостоятельность в планировании, организации и контроле своей учебно-познавательной деятельности, получить результаты; если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая - конкретный результат, готовый к внедрению.

Исследовательская деятельность школьников может быть организована  и как на уроках и  так во внеурочной деятельности, на факультативных и групповых занятиях.

Планируемые результаты

• планировать и выполнять учебное исследование и учебный проект, используя оборудование, модели, методы и приёмы, адекватные исследуемой проблеме;

• выбирать и использовать методы, релевантные рассматриваемой проблеме;

• распознавать и ставить вопросы, ответы на которые могут быть получены путём научного исследования, отбирать адекватные методы исследования, формулировать вытекающие из исследования выводы;

•  использовать некоторые математические и естественнонаучные  методы исследования, методы получения знаний, характерные для социальных и исторических наук;

• ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать языковые средства, адекватные обсуждаемой проблеме;

• отличать факты от суждений, мнений и оценок, критически относиться к суждениям, мнениям, оценкам, реконструировать их основания;

Исследовательская деятельность способствует формированию:

Личностных УУД

• испытывая  чувство радости узнавания нового, чувство гордости за самого себя, подав ценную идею, младший школьник ощущает возросшую уверенность в себе, что, в свою очередь, подкрепляет его позитивное отношение к самому себе;
• формируется мотивационная основа учебной деятельности;
• вырабатывается внутренняя позиция школьника на уровне положительного отношения к школе.

Регулятивных УУД:

• дети учатся в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
• проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
• самостоятельно адекватно оценивать правильность выполнения действий и вносить необходимые коррективы

Познавательных УУД:

• осуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотек и сети Интернет;
• строить логическое рассуждение, осуществлять сравнение, синтез; классифицировать;
• осознанно и произвольно строить сообщения в устной и письменной форме;
• фиксировать информацию с помощью инструментов  ИКТ

Коммуникативных УУД:

• строить понятные для партнёра высказывания;
• договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности;
• учитывать разные мнения,  устанавливать рабочие отношения, эффективно сотрудничать формулировать собственное мнение и позицию;
• адекватно использовать речевые средства для решения различных коммуникативных задач, строить монологическое высказывание, владеть диалогической формой речи

Исследование нового  обязательно  станет  неотъемлемой частью познания- девиз !

Экспериментальный метод научного исследования – детище Нового времени, то невозможна  исследовательская  деятельность без   эксперимента

Организация исследовательской деятельности обучающихся на уроках и в системе внеклассной  работы»

Система работы по развитию исследовательских способностей школьников, сложившаяся в  нашей практике:

-организация исследовательской деятельности на уроке;

-проведение наблюдений или эксперимента дома или на пришкольном участке;

-продолжение исследования на занятиях факультативов, кружка;

-самоподготовка (чтение научной и научно-популярной литературы, поиск информации в том числе и в Интернете и т.д.);

-целенаправленная подготовка к участию в НПК школьников.

Или других конкурсах  ученических и педагогических проектов

При организации учебного исследования обычно включаю такие основные элементы:

выделение и постановку проблемы (выбор темы исследования);

выработку гипотезы (предположения);

поиск и предложение возможных вариантов решения;

сбор материала;

анализ и обобщение полученных данных;

подготовку и защиту итогового продукта).

Все исследования условно можно объединить в три основные группы:

-фантастические: ориентированные на разработку несуществующих, фантастических объектов и явлений;

-эмпирические: тесно связанные с практикой и предполагающие проведение собственных наблюдений и экспериментов;

-теоретические: ориентированные на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках информации.

Основные методы, используемые при обучении учебному исследованию:

- метод вживания – ученик пытается «вселиться» в изучаемый объект, познать его изнутри. Применим для изучения объектов окружающего мира;

- метод эвристических вопросов. Применим для отыскания сведений о каком-либо событии или объекте. Задаются семь ключевых вопросов: кто? что? зачем? где? чем? как? когда?

- метод сравнения применяется для сопоставления версий разных учеников с культурно-историческими аналогами;

- метод эвристического наблюдения. Цель данного метода – научить детей добывать и конструировать знания с помощью наблюдения;

- метод эвристического исследования. Ученикам предлагается самостоятельно исслеовать заданный объект по следующему плану: цели исследования – факты об объекте – опыты – новые факты – возникшие вопросы и проблемы – гипотезы – рефлексивные суждения – результаты;

- метод конструирования понятия. Сопоставляя и обсуждая детские представления о понятии, помогаю достроить его до культурных форм. Результатом такой работы выступает коллективный творческий продукт;

Организуется  исследовательскую деятельность школьников с учетом их возраста, времени ,необходимого для работы.

На уроках ребята  средних классов занимаются теоретическим исследованием. Школьники 5-7 классов в соответствии с их интересами проводят эмпирические исследования, но часто исследования, начатые на уроке, продолжаются дальше на факультативах.

Сферы реализации исследовательской деятельности на уроках физики .

Применять как алгоритм к действию.

1. Решение проблемных задач
2. Решение экспериментальных задач
3. Мини- исследование
4. Факультативная деятельность
5. Проектная деятельность
6. Научно-практические конференции

1. Решение проблемных задач 

Проблемные  задачи   воспитывают  стремление собственными силами добывать знания, активно познавать Мир, приучает самостоятельно анализировать явления, заставляет напряженно думать, привлекая свои теоре­тические знания и практические навыки.

Пример:

 «Есть два одинаковых сосуда, доверху заполненных водой.

В одном из них плавает деревянный брусок. Какой из этих сосудов более тяжелый?»

Ученики считают, что тяжелее будет сосуд, в котором плавает брусок (поскольку добавляется лишнее вещество).

Некоторые считают, что тяжелее будет сосуд без бруска (сосуды заполнены доверху, а плотность дерева меньше плотности воды).

 Взвешивание сосудов показывает, что вес их одинаков. Почему?

2 Решение экспериментальных задач

Разбор экспериментальных задач воспитывает критический подход к результатам измерений, привычку обращать внимание на условия, при которых производится эксперимент.

Экспериментальные задачи помогают лучше решать расчетные, так как при решении экспериментальных задач ученику приходится сначала осмыслить физическое явление или закономерность, выявить, какие данные ему нужны, продумать способы и возможности их определения, найти их и только на заключительном этапе уже вполне ос­мысленно подставить в формулу.

Пример:

Задача1 Возьмите пластелин. Найдите его объем  правильной формы и неправильной

Задача 2 Определите плотность кусочка рафинированного сахара.

Задача 3 Определите плотность растительного масла

Задача 4 Определите плотность стекла, из которого изготовлена банка из-под майонеза.

Задача 5 Возьмите леску. Определите , при каких ( любые предметы домашние) нагрузках   нить оборвется. Найдите предельное значение данной силы.

Задача 6 Определите коэффициент трения дерева, пластика, пластмассы. 

Оформите решение по плану:

1Сделайте рисунок оборудования , который вы использовали или его фотографию

2.Запишите физические величины, которые Вам нужны для измерения

3 запишите результаты Ваших измерений

4 Запишите формулу , которая вам нужна для вычислений

5. Запишите Ваш ответ

6. Сделайте вывод        

3.Мини- исследование- важный шаг в дальнейшей  работе ребенка.

Самостоятельно проведенное исследование .раскрывающее знания и умение их применять для решения конкретных практических задач. Работа должна носить логически завершенный характер и демонстрировать способность  ученика  грамотно пользоваться полученными знаниями , ясно излагать свои мысли, аргументировать предложения.

Пример 1.

Тема: Исследование   плотности  овощей,  выращенных на приусадебном участке или купленных на рынке.

Для исследования в своей работе надо взять корнеплоды моркови, картофеля, свеклы ,огурца,  кабачков, лука, зубчик чеснока, баклажаны, кабачки , перец. Узнать место их выращивания.

 ( можно выполнять в паре)

1.        Определить плотности данных овощей

2.        Составить таблицу результатов

3.        Сделать диаграмму

4.        Сделать вывод. Определить овощи с максимальной и минимальной плотностью

5.        Дать рекомендации по хранению овощей.

6.        Сделать фотографии ( от 3-5)

7.        Отчет выполнить на листе А4.  

Тема:Исследование   плотности   фруктов купленных на рынке или  в магазине.

Для исследования в своей работе надо взять фрукты ( яблоко, груша, банан, апельсин, грейпфрукт, лимон, киви, ) указать сорт

Экспериментальная задача: ( можно выполнять в паре)

1.        Определить плотности данных овощей

2.        Составить таблицу результатов

3.        Сделать диаграмму

4.        Сделать вывод. Определить  фрукты с максимальной и минимальной плотностью

5.        Дать рекомендации по хранению овощей.

6.        Сделать фотографии ( от 3-5)

7.        Отчет выполнить на листе А4.  

 Тема: Исследование свойств бумаги.

Для исследования в своей работе надо взять семь видов  бумаги:

1.     серая бумага для пишущих машин;

2.     «Снегурочка» бумага для офисной техники;

3.     альбомная бумага для рисования;

4.     газетная;

5.     цветная тонкая;

6.     папиросная;

7.     калька «под карандаш».

Испытания:

A.   скручивание бумаги на влажной поверхности;

B.   смачивание бумаги в воде.

Эксперимент №1.Зависимость  времени скручивания бумаги от её вида.

Приборы и материалы: полоски бумаги разных видов одинакового размера, влажная губка, секундомер.

Ход эксперимента: На влажную  губку поочередно поместить  листки бумаги и измерить время ее скручивания. Результаты измерений занесите   в таблицу:

№   Вид   бумаги   серая   офисн   .альбом.  газетн.   Цветн  .папир   .калька

 Время в сек    

Вывод:  Результат эксперимента показал, что быстрее всех скручивается ______бумага, а дольше всех - ___________альбомная.

   Эксперимент  №2.  Зависимость гигроскопичности бумаги от её вида.

Приборы и материалы: емкость с водой, полоски бумаги шириной 2 см, линейка измерительная, секундомер.

Ход эксперимента: Полоски бумаги, шириной 1 см частично погрузите в воду в вертикальном положении на 20 секунд. Измерьте  на какую высоту поднимется вода (мм).

  Результаты измерений занесите  в таблицу

№   Вид бумаги Серая  офисн.  альбом.  газетн. цветн. папир. калька

 Высота в мм

Результаты показали, что лучше впитывает влагу _______бумага а хуже –_________

Результаты экспериментов свидетельствуют, что время скручивания и гигроскопичность бумаги зависят от________, то есть от ее ____________

4.Факультативная деятельность

Внеурочная познавательная деятельность школьников может быть организована в форме факультативов, кружков познавательной направленности, проектной деятельности  и т. п.

А потом уже  не только на уроках ,но и в рамках Кружка  « Занимательная физика», в соответствии с программой   возможно  продемонстрировать обучающимся  единство предметно-практической и познавательной сторон эксперимента.  Таким образом, исследование ,через проблему, через эксперимент выступает как метод научного познания

Академик И.К. Кикоин писал:

«Недопустимо, чтобы у учащихся создалось впечатление, будто бы тот или иной закон природы можно проверить за несколько минут демонстрационным экспериментом!

 Наоборот, необходимо разъяснять учащимся, что законы природы открываются в результат кропотливой и сложной работы ученых.

Школьный же эксперимент служит лишь иллюстрацией, поясняющей то или иное явление, тот или иной закон».

Вслед за экспериментальными задачи , мини –исследованием , проводим домашний эксперимент, находим в домашних условиях  необходимое оборудование, анализируем, размышляем, пробуем и ощибаемся , затем получаем результат, восторгаемся своими достижениями!

Заполняем . « Дневник  экспериментального  марафона» .

Каждый ребенок ведет  такой дневник и, далее, уже сам может   определять от перечень физических задач и экспериментов, которые ему на данном этапе важны и  интересны. В нем отражается и отслеживается его исследовательская  деятельность.

Шаг за шагом ребята учатся самостоятельно добывать знания , необходимые для создания затем уже проекта по заданной теме.

И только потом  перед классом ставится  проблемная задача ,  которая требует самостоятельного  поиска решения.  

Далее  класс разбивается на группы и в группах начинается процесс  включения в коллективную работу.

 Распределение обязанностей в группе происходит в процессе работы.

Определяются сроки сдачи материала, его обработка и доработка.

Далее все группы отчитываются перед классом и лучший проект идет на городской фестиваль проектов.

Например , при работе над проектом «Определение плотности овощей и фруктов» у учеников развиваются предметные умения: измерение объема и массы тел неправильной формы; формируются умения: осуществление поиска, систематизация дополнительных сведений; коммуникативные умения: совместно производить работу, распределяя обязанности; развивается познавательный интерес, умения: решение проблемы, планирование хода эксперимента, рефлексивные, самооценка деятельности.

У школьников после выполнения проектов появляется мотивация и интерес к изучению физики.

Проектная деятельность

Таким образом на протяжении нескольких лет , работая с разными параллелями классов нам удалось включить метод  исследовательской работы    и в урочную и во внеурочную деятельность и получить результаты  виде проектов на различные темы

1. В 2013-14 учебном году исследуя « Золотое сечение»  в математике мои ученики увлеклись так работой, что в этой работе принял участие весь класс, а затем мы провели конкур и лучшая работа была направлена на фестиваль проектов в МБОУ СОШ №14 « Зеленый шум . описать

В работе над проектом я применяла систему задач, которые необходимо было решать ученикам. Все этапы были размещены на моем мини сайте.(  ns portal.ru  мой мини сайт)

В  этом же году  мы продолжили работу, но уже погрузившись в исследовании атмосферного давления , доказали его существование. Проект « Атмосферное давление» физика  (7 класс.) Реализация проекта проходила по этапам

2. В 2014-2015  мы занялись исследованием инерции  с целью выяснения   его роли в природе  и в жизни человека.  Проект « Инерция силы трения»  физика ( 7 класс), с которым мы также приняли участие в фестивале и взяли приз зрительских симпатий.

( Показать разработки детей). В этом же году мы провели исследование по теме : « Тепловые явления в моем доме»

Черницына   Варя в 2014-2015 учебном году стала  призером городского фестиваля ученических и педагогических проектов.

3 В 2015-2016 учебном году мы занялись исследованием и выявлением  новых источников ( природных) энергии . Запустили проект « Фруктовые батарейки»  .Стали призерами на фестивале проектов.

4.В 2016-2017  нас заинтересовал вопрос истории  и возможности применения обыкновенных дробей  в различный областях науки и жизни человека.  Проект « удивительные дроби» для учащихся 6 класса стал отправной точкой для дальшнейшего  исследования и поиска новых тем.

Организационные механизмы реализации практики  

практика реализуется в рамках образовательной организации

Научно-практические конференции

В прошлом учебном году в стенах нашего образовательного учреждения прошла первая научно-практическая конференция « Ливни Знаний», целью которой  явилась Поддержка одарённых и талантливых детей, развитие интеллектуально-творческого потенциала личности ребенка, формирование проектно-исследовательской культуры учителей и учащихся.

По итогам работы конференции были объявлены и призеры и победители .  

ИТОГ  Исследовательская деятельность в учебном процессе, основанная  на сочетании как традиционной классно-урочной системой так и внеурочнной деятельности  обеспечивает индивидуализацию  обучения , формирование положительной мотивации к изучению физики ,а также способствуют  качественному изменению знаний учащихся, формированию у них универсальных учебных действий.  

Литература:

1. Ланина И.Я.Внеклассная работа по физике.М. Просвещение.2000
2. Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. Москва. Добросвет. Издательство МЦНМО, 2005.
3. Н. В. Гулиа «О чём молчали учебники»
4. Елькин В.И. Необычные учебные материалы по физике. Москва. Школа-Пресс, 2000.
5. М.Г. Ковтунович «Домашний эксперимент по физике 7-11 классы». Москва. Владос. 2007г.
6. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чём не узнаешь уроке. Ярославль. Академия развития, 1999.
7. Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 1976.
8. Интернет – ресурсы.