Материалы методических объединений
статья по физике

Доклад ШМО 18.12.2018г.

Системно-деятельностный подход при изучении физики в школе с использованием ИТ

Практическим использованием методологической основы ФГОС служит методика деятельностного подхода в обучении физики в средней школе. Эта методика позволяет принципиально изменить существующую схему обучения: преподавание предмета ориентировано на организацию тех деятельностей, которыми должны овладеть учащиеся в конце освоения образовательной программы, что позволит достичь результатов, сформулированных в ФГОСе. Нашей задачей является автоматизация контроля усвоения учащимися материала на уроках и онлайн-доступ к учебному контенту, что существенно повышают эффективность применения деятельностного подхода. На мой взгляд продуктами, которые позволят полностью решить эту задачу являются "Комплект электронных учебных материалов для школы по физике 1С", "1С:Образование . Школа" и "1С:Физический конструктор 2.0".

Ключевые слова: средняя школа; физика; ФГОС; деятельностный подход; онлайн; обучение; дистанционное; образование; автоматизация; контроль знаний; усвоение материала.

Методологической основой ФГОС служит системно-деятельностный подход [1]. Реализовать этот подход, на наш взгляд, позволяет методика деятельностного подхода в обучении физике, основанная на философской категории "Человеческая деятельность" и деятельностной теории учения психологов П. Я. Гальперина, Н. Ф. Талызиной и др. Базовые положения этой методики представлены в литературе [2-5]. Данная методика позволяет изменить традиционный подход в обучении: ученики на уроках создают знания и применяют эти знания в конкретных ситуациях, а учитель выступает в роли организатора и помощника  деятельности учащихся. Такой подход в обучении позволяет повысить эффективность урока: ученики лучше понимают новые знания; овладевают логикой создания знаний, а, следовательно, формируются как творческие личности; приобретают умение решать проблемы в разных областях деятельности с опорой на научные знания.

Приведем пример описания фрагмента урока, на котором учащиеся создают знание о механическом движении тела. В начале урока учитель показывает примеры разных движущихся тел и задает вопрос: "Что общего вы находите у этих тел?" Учащиеся отвечают, что эти тела движутся. Далее в беседе учитель устанавливает с учащимися признаки движения тел и побуждает их самих сформулировать определение механического движения. После этого учащиеся записывают тему урока и самостоятельно записывают определение термина "Механическое движение тела". После этого учащихся с помощью учителя анализируют содержания этого термина, вводят понятия о телах наблюдения и отсчета. Затем учитель организует работу учащихся по решению задач-упражнений на распознавание механического движения. Так как знания переведены в деятельность, то усвоение этого знания происходит только через многократное выполнение этой деятельности.

Психологами установлено, что количество ситуаций, в которых должна осуществляться такая деятельность должно быть не менее восьми. Из многолетнего опыта работы с учениками по данной методике мы заметили, что разные ученики усваивают новый материал с разной скоростью: одним достаточно выполнить 2-3 задания, а другим требуется выполнить все задания, чтобы в дальнейшем они могли безошибочно применять новые для них знания. Некоторым учащимся необходимо дополнительно заняться материалом самостоятельно во внеурочное время для полноценного усвоения материала, особенно если они недостаточно подробно законспектировали материал или пропустили урок. Также, чтобы повысить эффективность деятельностного подхода, можно использовать интерактивную среду для моделирования различных физических процессов. Соответственно, встает задача:

1. дать на уроке всем учащимся набор задач для проверки усвоения материала так, чтобы у всех учеников были различные числовые данные или различные задачи, чтобы исключить списывание;
2. осуществить автоматический контроль правильности выполнения этих задач в реальном времени;
3. создавать и постоянно обновлять отчет о выполнении задач учащимися на компьютере учителя, чтобы педагог мог выявлять проблемные моменты и при необходимости позволил учащимся подойти к проблемным вопросам с другой точки зрения;
4. создать онлайн-доступ к материалам всех пройденных уроков;
5. обеспечить учащихся интерактивной средой для моделирования различных физических процессов.

На данный момент у нас в школе реализован только четвертый пункт посредством создания групп в социальных сетях, где выложен соответствующий контент (текст, картинки, видеоролики).

Учащиеся и их родители дают положительную оценку возможности дистанционно изучать учебный материал уроков в домашних условиях. Такая обратная связь способствовала разработке контента только для дистанционного обучения учащихся физике в домашних условиях.

Что касается пунктов 1, 2, 3, 5 поставленной задачи, то сейчас у нас есть не вся техническая база (ноутбуки для каждого ученика и компьютер для учителя, объединенные в локальную сеть), и ведется исследование возможных программных продуктов, позволяющих решить поставленную задачу.

Рассмотрим как продукты "1С" способны решить эту задачу. Система программ "1С: Образование 5. Школа" полностью позволяет решить пункты 1-3, при этом далеко выходя за рамки решения поставленных задач. Она позволяет работать ученикам не только на уроке, но и дистанционно, что не просто решает еще и задачу обеспечения онлайн-доступа к информационному контенту (пункт 4), но и расширяет его, позволяя сделать этот контент интерактивным. Ученик сможет осуществлять контроль своих знаний так же, как и на уроке, благодаря возможности удаленного доступа ко всем ресурсам системы, только делать это в более комфортной обстановке и без жестких временных ограничений.

Комплект электронных учебных материалов для школы по физике от "1С" позволяет сделать весь преподносимый материал более наглядным и увлекательным. Он позволяет повысить качество усвоения знаний ученика как в классе, так и на дому.

"1С:Физический конструктор 1.5" позволяет учителю создавать контрольные задания, интерактивные модели-эксперименты и обучающие материалы, а также организовывать проектную деятельность и командную работу учеников. Это существенно повышает эффективность применения деятельностного подхода в обучении физики.

Помимо решения задач школьного образования и поднятия его на качественно другой уровень, такое применение ИТ имеет более широкие перспективы: оно может быть использовано в новых формах обучения (семейное образование и самообразования), при использовании электронного обучения и дистанционных образовательных технологий.

Литература

1. Федеральные государственные образовательные стандарты: http://standart.edu.ru/
2. Анофрикова С.В. Азбука учительской деятельности, иллюстрированная примерами деятельности учителя физики. Часть 1,2,3-М.:МПГУ,2001-2007.
3. Гальперин П.Я. О методе поэтапного формирования умственных действий.//Теории учения. Хрестоматия. Ч.1. Отечественные теории учения/ под ред. Н.Ф. Талызиной, И.А. Володарской.-М.: Редакционно-издательский центр Помощь, 1996.
4. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний.-М.:МГУ,1975.
5. Каган М.С. Человеческая деятельность: Опыт системного анализа.-М.: Политиздат, 1974.

Исследовательский метод как способ активизации мышления учащихся на уроках физики

Широкое применение исследовательского метода на уроках связано с определенными трудностями, так как для его реализации, как правило, требуется большая затрата учебного времени и дифференцированный подход к учащимся. Названные трудности практически отсутствуют при организации внеклассной работы, поэтому именно здесь этот метод используется мною более широко.

Максимальное развитие познавательных сил учащихся может быть достигнуто путем применения исследовательского метода при умелом сочетании классной и внеклассной работы. Несколько различный характер заданий на уроке и во внеурочной работе, различие в обстановке, условиях и ситуациях способствуют формированию творческих черт личности школьника. Я остановлюсь на обсуждении сочетания работы на уроке лишь с одним видом внеурочной работы домашними экспериментальными заданиями.

Домашние исследования могут проводиться как обязательные домашние задания или предлагаться для желающих как одна из форм внеклассной работы. Очевидно, первое возможно в тех случаях, когда проведение исследования требует непродолжительного времени (дабы не вызывать перегрузки учащихся) и наличия самого элементарного оборудования. При этом если экспериментальная работа дается в качестве обязательного домашнего задания, то, очевидно, задания других видов сведены до минимума.

Опыт работы убеждает, что доступные экспериментальные исследования полезно давать в качестве обязательного домашнего задания, чтобы привлечь к ним школьников. Дело в том, что проведение этих работ, как правило, пробуждает любознательность у всех учащихся, в том числе и слабоуспевающих, а систематическое включение их в учебный процесс способствует формированию глубокого познавательного интереса.

Внеклассные (домашние) опыты и наблюдения чрезвычайно важны как дополнения к школьному физическому эксперименту. Они позволяют расширить область связи теории с практикой, приучить учащихся к самостоятельной исследовательской работе, развить у них интерес к физике и технике, преодолеть ошибочные представления некоторых из них о том, что физические явления можно наблюдать лишь с помощью специальных приборов.

Домашние опыты и наблюдения пропагандировал ещё в дореволюционное время А.В.Цинкер, а в советский период – П.А.Знаменский и особенно С.Ф.Покровский. Однако до сих пор этот метод обучения не имеет достаточного распространения на практике. Как известно, эффективность усвоения знаний зависит от подключения к процессу познания разнообразных органов чувств человека и основывается на непосредственных ощущениях, восприятиях, представлениях при контакте с реальными предметами и явлениями.

Развитие творческого мышления учащихся, приобщение их к конструированию и изобретательству – важная задача, решение которой поможет ребятам стать полноценными людьми.

Наиболее эффективно, с моей точки зрения, можно развивать у школьников творческие способности, если включать в домашние экспериментальные опыты конструкторские и рационализаторские задания. Они называются поэтически – “Я изобретаю!”. В этом названии – и признание важности работы, и гордость за неё, и уверенность в успехе, и заведомо высокая оценка возможностей своего “Я”... Ребятам это нравится. Здесь я предлагаю придумать простейший прибор, сделать его, проградуировать, объяснить принцип действия, выдать главные технические характеристики изделия. Как его изготовлять я не говорю, но предоставляю материалы, которые можно использовать, на начальном этапе подсказываю идею конструкции, излагаю порядок конструирования (для каждого задания он индивидуален), т.е. план работы.

Вот перечень части возможных заданий, относящихся только к измерительным приборам.

• Изготовить и проградуировать измерительный цилиндр.
• Сделать весы.
• Изготовить и проградуировать динамометр.

Выполнение подобного рода домашних экспериментальных заданий логически увязывает теоретические знания с жизненным повседневным опытом школьников, способствует осознанному переносу знаний из одной теоретико-практической ситуации в другую, формирует техническое мышление, развивает воображение и расширяет сферу применения знаний учеников развивается пытливость ума, смекалка, самостоятельность в суждениях, трудолюбие и упорство в достижении поставленной цели.

При изучении явления испарения на уроке обсуждается вопрос о том, от каких факторов зависит быстрота испарения жидкости.

При этом следует обратиться к частично-поисковому методу: предложить учащимся высказывать гипотезы и попытаться их обосновать, исходя из молекулярных представлений. Но в условиях урока трудно провести экспериментальные исследования, подтверждающие сделанные выводы, так как опыты требуют много времени. Эти исследования можно предложить провести в домашних условиях.

Сначала предлагают исследовать зависимость быстроты испарения жидкости от площади ее свободной поверхности. Для этого надо наполнить пробирку водой, вылить воду на плоский поднос или плоскую тарелку и вновь наполнить водой пробирку; записать дату и время начала опыта; наблюдать за испарением воды и отметить время, когда вода с подноса полностью испарится; отметить, какая масса воды к этому времени испарится из пробирки; наблюдать дальнейшее испарение воды из пробирки. Полезно измерить площади свободных поверхностей пробирки и подноса. На основе своих наблюдений и измерений сделать выводы.

Потом экспериментально исследовать зависимость испарения от природы жидкости. Для этого взять несколько одинаковых небольших посудин емкостью 1-2 см3 и наполнить их различными жидкостями: водой, спиртом. Записать дату начала опыта и не пропустить тех моментов, когда окончится испарение спирта и воды.

При изучении строения кристаллических тел и особенностей кристаллических структур необходимо коснуться вопроса о выращивании кристаллов. В этом случае у школьников неизменно возникает желание вырастить кристалл в домашних условиях, что вполне осуществимо, нужно только обстоятельно рассказать, как это можно сделать. Подобную инструкцию по выращиванию кристаллов поваренной соли, медного купороса.

Не менее важно и другое - подведение итогов этих исследований. В том случае, если домашнее исследование предваряет изучение явления, дело обстоит просто, так как урок надо начать с обсуждения проведенной работы. В тех же случаях, когда дома исследовалось явление более обстоятельно, уже после его изучения на уроке (пример с испарением, с выращиванием кристаллов), причем проводимый эксперимент требовал длительного времени и проводился не всеми учащимися, - тоже совершенно необходимо дать ученикам возможность высказаться и подвести итоги их работы. Это можно сделать на обобщающем уроке после изучения соответствующей темы или провести специальную небольшую конференцию, включив в нее наряду с сообщениями о результатах домашних исследований вопросы технических применений изучаемого явления, сведения из истории физики и т. п.

При обучении физике в школе у учителя имеются огромные возможности для решения одной из основных задач обучения на современном этапе - развития творческого мышления учащихся, что содержание и структура школьного курса физики создают условия для активизации мышления на всех этапах процесса преподавания и практически при изучении каждой темы курса.

Опыт моей работы показывает, что во всех без исключения экспериментальных заданиях скрыт резерв приобщения учащихся к элементам конструкторской деятельности, к техническому творчеству, которые очень эффективны для самообразования и развития познавательной деятельности.

       Использование интерактивных методов обучения как средство активизации познавательной деятельности учащихся на уроках физики.

У многих  школьников отмечается равнодушие к знаниям, нежелание учиться, низкий уровень развития познавательных интересов. Наблюдается поляризация детей по уровню умственного и познавательного развития, сформированности познавательных интересов и инициативы. Все большее число ребят попадают в категорию группы риска - детей «интеллектуально пассивных»,  «часто болеющих»,  детей «с трудностями обучения», и просто трудных и проблемных детей. Поэтому я считаю, что главная задача педагога в этих условиях заключается в поиске более эффективных форм, моделей, способов и условий обучения. Таким образом, на первый план выходит проблема активизации деятельности учащихся в процессе обучения.  

        Современные дети сильно изменились. В первую очередь изменилась социальная ситуация развития детей нынешнего века:

      -Резко возросла информированность детей.

     -Современные дети мало читают, особенно классическую художественную литературу. Непосредственным следствием низкой культуры чтения становятся трудности обучения в школе, связанные с невозможностью смыслового анализа текста различных жанров, несформированность внутреннего плана действий; трудности развития логического мышления и воображения.

     -Для жизнедеятельности современных детей характерна ограниченность общения со сверстниками. Это обстоятельство значительно затрудняет усвоение детьми системы моральных норм и нравственных принципов, препятствует формированию коммуникативной компетентности, эмоциональной отзывчивости.

      -Сегодня дети более открыто выражают и отстаивают свое мнение, испытывают сомнение в авторитетах, готовы к принятию нового опыта и исследованию мира. Вместе с тем не редко наблюдается снижение доверия к миру, дети чаще испытывают чувство враждебности, тревоги, неуверенности.

    Для решения проблемы общеобразовательная школа формирует систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть современные ключевые компетенции.  Для этого недостаточно только учебника и традиционного педагогического управления процессом обучения. Необходим доступ к значительно более широким и разнообразным источникам информации, в том числе и компьютерным (базовая информация на серверах, виртуальные физические лаборатории, разнообразные базы данных библиотек, музеев и т.д., содержащаяся в сети). Современные средства обучения позволяют поддерживать интерес к предмету и предоставляют возможность для всестороннего развития ребёнка.  

Актуальность представленного опыта определяется:

а) соответствием целям и направлениям развития современного российского образования;

б) введением Федеральных государственных образовательных стандартов, предполагающих деятельностный и компетентностный подходы в обучении;

   в) метапредметностью и личностной значимостью результатов, формирования информационной и коммуникативной компетенций;

       Физика традиционно считается в школе трудным предметом, вызывающим тревожность, неуверенность в своих силах.   Основной моей целью стало выяснение того, как интерактивные технологии способствуют активизации познавательной деятельности  учащихся.

За время работы в школе я пришла к выводу, что необходимо осуществлять комплексный подход к применению современных педагогических технологий развивающего, проблемного обучения, широко использовать информационные технологии в обучении, технологию проектной деятельности.

        Активизация познавательной деятельности учащихся будет соответствовать современным требованиям к уровню подготовки выпускников школы, если будет реализовываться деятельностный подход в личностно- ориентированном обучении при использовании интерактивных методов.

     Главная задача моей деятельности состоит в  создании условий для того, чтобы ребенок выступал не как слепой исполнитель воли учителя, а был человеком, активно и осознанно действующим, был «субъектом учебной деятельности».

      Сегодня образование закладывает основу формирования учебной деятельности ребенка - систему учебных и познавательных мотивов, умение принимать, сохранять, реализовывать учебные цели, планировать, контролировать и оценивать учебные действия и их результат.        Особенностью содержания современного образования является не только ответ на вопрос, что ученик должен знать, но и формирование универсальных учебных действий в личностных, коммуникативных, познавательных, регулятивных сферах, обеспечивающих способность к организации самостоятельной учебной деятельности. Уровень сформированности универсальных учебных действий в полной мере зависит от способов организации учебной деятельности и сотрудничества, познавательной, творческой, художественно-эстетической и коммуникативной деятельности школьника.

                   Актуализация деятельностного подхода обусловлена тем, что последовательная реализация повышает эффективность образования по следующим показателям:

   - более гибкое и прочное усвоение знаний учащимися, возможность их самостоятельного движения в изучаемой области;

    - возможность дифференцированного обучения с сохранением единой структуры теоретических знаний;

     - существенное повышение мотивации и интереса к учению у учащихся;

     - повышение общекультурного и личностного развития.

      Деятельностный подход  позволяет выделить основные результаты обучения и воспитания, выраженные в терминах ключевых задач и способов действий, которые должны уметь выполнять учащиеся. Эти задачи должны быть положены в основу выбора и структурирования содержания образования.

Требования новых образовательных стандартов к метапредметным и личностным результатам образования, повышение значимости внеурочных форм организации учебной деятельности, стремление к индивидуализации образовательных программ нацелило меня на внедрение в работу новых образовательных технологий и методов обучения.

Рассмотрим интерактивные методы бучения.

Термины "интерактивные методы", "интерактивное обучение" пришли к нам из английского языка ("interactive": "inter" означает "между", "меж"; "active" – от "act" – действовать, действие). Таким образом, термин "интерактивное обучение" – обучение, построенное  на взаимодействии. Это и есть сущность интерактивных методов: обучение происходит во взаимодействии всех учащихся, включая педагога.

 Способы коммуникации:

- Центральная роль принадлежит учащимся;

- Преподаватель - организатор и помощник;

- Обсуждение происходит в малых группах;

- Взаимодействие преобладает над воздействием.

          В основе интерактивных методов лежит совместное обучение или обучение во взаимодействии, суть которого выражает китайская пословица:

        «Скажи мне, я забываю,

       Покажи мне, я могу запомнить,

       Позволь мне сделать это,

       И это станет моим навсегда»

       Применение интерактивных методов обучения позволяет решать следующие задачи: 

- формировать интерес к изучаемому предмету;

- развивать самостоятельность учащихся;

- обогащать социальный опыт учащихся путем переживания жизненных ситуаций;

- комфортно чувствовать себя на занятиях;

- проявлять свою индивидуальность в учебном процессе

     При оценивании результатов интерактивного обучения должны учитываться:

- работа в группе;

- самооценка участника групповой работы;

- свобода мышления;

- овладение культурными формами работы;

- коммуникация в учебном диалоге.

    Интерактивный метод ориентированы на широкое взаимодействие учащихся не только с учителем, но и друг с другом и на доминирование активности учеников в процессе обучения. При использовании интерактивных методов учащийся становится полноправным участником процесса восприятия, его опыт служит основным источником учебного познания. Учитель не даёт готовых знаний, но побуждает обучаемых к самостоятельному поиску. По сравнению с традиционными формами ведения занятий в интерактивном обучении меняется взаимодействие преподавателя и обучаемого: активность педагога уступает место активности обучаемых, а задачей педагога становится создание условий для их инициативы. Суть интерактивного обучения состоит в такой организации учебного процесса, при которой практически все ученики оказываются вовлечёнными в процесс познания, они имеют возможность понимать и рефлектировать по поводу того, что они знают и о чём думают. Основными составляющими интерактивных занятий являются  упражнения и задания, которые выполняются учащимися. Важное отличие интерактивных упражнений и заданий от обычных в том, что, выполняя их, ученики не только и не столько закрепляют уже изученный материал, сколько изучают новый.

Интерактивное обучение имеет ряд особенностей. Совместная деятельность учащихся в процессе познания, освоения образовательного материала означает, что каждый вносит свой особый вклад, идёт обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Причём происходит это в атмосфере доброжелательности и взаимной поддержки, что позволяет не только получать новое знание, но и развивать саму познавательную деятельность, переводить её на более высокие формы кооперации и сотрудничества.

Основные методические принципы интерактивного обучения:

 - тщательный подбор рабочих терминов, учебной, профессиональной лексики, условных понятий;

- всесторонний анализ конкретных практических примеров управленческой и профессиональной деятельности, в котором учащиеся выполняют различные ролевые функции;

- поддержание всеми обучаемыми непрерывного визуального контакта между собой;

    -  активное использование технических учебных средств, в том числе слайдов, фильмов, роликов, видеоклипов, интерактивной доски, с помощью которых иллюстрируется учебный материал;

- постоянное поддержание учителем активного внутригруппового взаимодействия, снятие напряжённости;

- оперативное вмешательство учителя в ход дискуссии в случае возникновения непредвиденных трудностей, а также в целях пояснения новых для слушателей положений учебной программы;

-  интенсивное использование индивидуальных занятий (домашние задания творческого характера) и индивидуальных способностей в групповых занятиях;

     - обучение принятию решений в условиях жёсткого регламента и наличия элемента неопределённости информации.

  Применяя на уроках  интерактивные методы обучения, я добиваюсь новых возможностей, связанных, прежде всего, с налаживанием межличностного взаимодействия путем внешнего диалога в процессе усвоения учебного материала. Действительно, между учащимися в группе  неизбежно возникают определенные межличностные взаимоотношения, и от того, какими они будут, во многом зависит успешность их учебной деятельности. Умелая организация взаимодействия учащихся на основе учебного материала  становится мощным фактором повышения эффективности учебной деятельности в целом.

       Применяя  интерактивные формы и методы обучения, я ставлю перед собой ряд важнейших образовательных целей:

- стимулировать мотивацию и интерес в области изучаемого предмета физика;

- повышать уровень активности и самостоятельности учащихся;

- развивать навыки анализа, критичности мышления, взаимодействия, коммуникации;

- изменение установок на сотрудничество и социальных ценностей;

-саморазвитие и развитие благодаря активизации мыслительной деятельности и диалогическому взаимодействию с преподавателем и другими участниками образовательного процесса.  

      По моему мнению, применение интерактивных форм и методов обучения способствует созданию ситуаций успеха, что является мощным стимулом активизации познавательной деятельности учащихся на уроках физики .  

Литература

1. Никишина И. В. Интерактивные формы методического обучения.   [Текст] / И.В. Никишина. –  М., 2007.

2. Шликене Т. Н. Метод проектов как одно из условий повышения мотивации обучения учащихся. [Текст] / Т.Н. Шликене. –  М.,2007.

3.      Беспалько В. П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения  [Текст] / В. П. Беспалько.  – М., 2001. 
4.     Вебер, Н. П. Набор умений для формирования коммуникативной компетенции обучающихся. [Текст] / Н. П. Вебер // Справочник заместителя директора. –  2011. –  № 4. – С. 11 – 12.
5.     Давыдов, В. В. Теория развивающего обучения [Текст] / В. В. Давыдов – М., 2006.
6.   Компетенции в образовании : опыт проектирования : сб. науч. тр. [Текст]   / под ред. А. В. Хуторского.- М. : Научно - внедренческое предприятие «ИНЭК», 2007.
7. Лизинский, В. М. Приемы и формы в учебной деятельности.  [Текст]   / В. М. Лизинский. –  М., 2004. 
8. Полат, Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в  системе образования. [Текст]  / Е. С. Полат  (и др.) ; под ред. Е. С. Полат. –  М. : ИЦ «Академия», 2002.