Учебный прикладной проект по физике как способ формирования опыта проектной деятельности обучающихся 8-9 классов. Название: Исследование законов постоянного тока
методическая разработка по физике (8 класс)

Учебный прикладной проект по физике как способ формирования опыта проектной деятельности обучающихся 8-9 классов

Название проекта: «Исследование законов постоянного тока»

                              Пояснительная записка

Модернизация образования, введение в образовательное пространство таких категорий как системный анализ, информационные технологии предполагают необходимость проектирования образовательной траектории каждого ребенка, включая его в гибкую динамическую среду, отличную по содержанию и форме от традиционных уроков. В ней проявляется индивидуальность ребенка, он может соотнести свой выбор с многообразием способов деятельности. Включение его в деятельность, разрешение собственной проблематики, создание собственного образа действия, организацию образовательного  пространства, необходимо для проявления внутренней сущности, глубинных механизмов реализации возможности и потребностей учащегося. Большие возможности в этом плане открывает проектная деятельность, направленная на духовное и профессиональное становление личности ребенка через организацию активных способов действий. Ученик, работая над проектом, проходит стадии планирования, анализа, синтеза, активной деятельности. При организации проектной деятельности возможно не только индивидуальная, самостоятельная, но и групповая работа учащихся. Это позволяет приобретать коммуникативные навыки и умения. Постановка задач, решение проблем повышает мотивацию к проектной деятельности и предполагает: целеполагание, предметность, инициативность, оригинальность в решении познавательных вопросов, неординарность подходов, интенсивность умственного труда, исследовательский опыт, организацию семиотического пространства.

Обучение – это процесс, который строится на информационной основе. Учитель и ученик в учебном процессе связаны информацией, которая «представляет собой сведения или сообщения, передаваемые ими друг другу в той или иной материальной форме представления». Информация должна отвечать ряду требований: релевантность, адекватность, объективность, полнота, доступность, своевременность и непрерывность.

Деятельность – специфическая человеческая форма отношения к окружающему миру, содержание которой составляет целесообразное изменение и приобретение в интересах людей; условие существования общества. Деятельность включает в себя цель, средства, результат и сам процесс. Проектная деятельность в обучении содержит анализ проблемы, постановка цели, выбор средств ее достижения, поиск и обработка информации, ее анализ и синтез, оценка полученных результатов и выводов.

Предметная деятельность  во время осуществления проекта состоит из трех основных составляющих предметных, деятельностных и коммуникативных компетенций учащихся. Кроме того, проектная деятельность учащихся является одним из методов развивающего обучения, направленная на выработку самостоятельных исследовательских умений (постановка проблемы, сбор и обработка информации, проведение экспериментов, анализ полученных результатов), способствует развитию творческих способностей и логического мышления.

Для успешного осуществления проекта учащимися проект должен быть посильным для выполнения, педагог должен вести подготовку учащихся для успешного выполнения проектов, необходимо руководство проектом со стороны учителя.

В том случае, если проект групповой каждый учащийся должен четко показать свой вклад в выполнение проекта, а так же каждый участник проекта получает индивидуальную оценку. Обязательна презентация результатов работы по проектам в той или иной форме.

Цели и задачи проекта

Целями изучения физики в средней (основной) школе являются:

• развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;
• понимание учащимися смысла основных научных понятий и законов физики, взаимосвязи между ними;
• формирование у учащихся представлений о физической картине мира;
• знакомство учащихся с методом научного познания и методами исследования объектов и явлений природы, из которых вытекает цель проекта:

Цель проекта: обобщить и систематизировать законы постоянного тока через исследования зависимости силы тока от сопротивления нагрузки  и напряжения источника тока, сопротивления проводника от длины, площади поперечного сечения, материала проводника, законов последовательного и параллельного соединения, зависимости работы и мощности тока в цепи от типа соединения проводников.

Достижение этой цели обеспечивается решением следующих задач по данному проекту:

• знакомство учащихся с методом научного познания и методами исследования объектов и явлений природы;
• приобретение учащимися знаний о  электрических явлениях, физических величинах, характеризующих эти явления;
• формирование у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;
• овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как природное явление, эмпирически установленный факт, проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки;
• понимание учащимися отличий научных данных от не проверенной информации, ценности науки для удовлетворения бытовых, производственных и культурных потребностей человека;
• обучение планированию (учащийся должен уметь четко определять цель, описать основные шаги по достижению поставленной цели, концентрироваться на достижении цели, на протяжении всей работы);
• формирование навыков сбора и обработки информации, материалов;
• умение анализировать, развивать и корректировать логическое, абстрактное  мышление, внимание, память;
• воспитывать коммуникативные навыки общения и культуру речи;
• воспитывать чувство ответственности;
• формировать умение работать самостоятельно и в группе, составлять письменный отчет.

Разработка проекта

Гипотеза:  вместо двух проблем  передать знания и сформировать умения по их применению перед обучением теперь стоит одна –  сформировать такие виды деятельности, которые с самого начала включают в себя заданную систему знаний и обеспечивают их применение в заранее предусмотренных пределах.

Подготовка к проекту: в течение третьей четверти учебного года ученики 8т класса на уроках и во внеурочное время осуществляет сбор  теоретической информации и освещение вопросов по темам, связанным с законами постоянного тока. В процессе  уроков получение новых знаний учащихся по законам постоянного тока основывается на методе проблемного изложения, наглядного и интерактивного методах, используется так же технологии «мозгового штурма».

Источники: оборудование  и компьютер кабинета физики МБОУ «Школа № 63 с углубленным изучением отдельных предметов», учебники, справочные материалы по физике и различные интерактивные источники получения информации. Групповая работа сотрудничества учеников друг с другом и педагогом, индивидуальная работа каждого учащегося.

Методы исследования: сбор, анализ, обработка и структурирование различных видов информации, качественный анализ информации, работа с разными видами графических редакторов.

Психолого-педагогическое объяснение специфики восприятия и усвоения материала в соответствии с возрастными особенностями

Ученик, работая над проектом, проходит стадии планирования, анализа, синтеза, активной деятельности. При организации проектной деятельности возможно не только индивидуальная, самостоятельная, но и групповая работа учащихся. Это позволяет приобретать коммуникативные навыки и умения. Постановка задач, решение проблем повышает мотивацию к проектной деятельности и предполагает: целеполагание, предметность, инициативность, оригинальность в решении познавательных вопросов, неординарность подходов, интенсивность умственного труда, исследовательский опыт, организацию семиотического пространства.

Повышение мотивации в обучении и развитие творческих способностей происходит из-за наличия в проектной деятельности ключевого признака – самостоятельного выбора. Формирование чувства ответственности происходит подсознательно, учащийся стремится доказать, прежде самому себе, что он сделал правильный выбор.  Следует отметить, что стремление самоутвердиться является главным фактором эффективности проектной деятельности. При решении практических задач естественным образом возникают отношения сотрудничества с учителем, так как для всех задача представляет содержательный интерес и стимулирует стремление к эффективному решению. Особенно ярко это проявляется на тех задачах, которые сумел сформулировать сам учащийся.

Ожидаемые результаты

В технологии проектной деятельности достижение планируемых предметных результатов является следствием развития учащихся, сформированности их познавательных интересов, творческих способностей и успешного овладения ими универсальными учебными действиями. Планируемые результаты обучения физике через данный проект:

Метапредметные результаты обучения физике.

• Овладение навыками: самостоятельного приобретения новых знаний, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности.
• Развитие монологической и диалогической речи, умение выражать свои мысли и способность выслушивать собеседника.
• Формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей.

Личностные результаты обучения физике.

• Сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.
• Самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.
• Формирование ценностных отношений  друг к другу, к учителю, к результатам обучения.

Общие предметные результаты обучения физике.

• Умения: проводить наблюдения, планировать и проводить эксперименты.
• Обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков.
• Объяснять полученные результаты и делать выводы.

Частные предметные результаты обучения физике.

• Воспроизведение (по памяти): законов постоянного тока, формул работы и мощности электрического тока в цепи.
• Проведение измерений: силы тока, напряжения.
• Проведение расчетов сопротивления проводника, общего сопротивления проводников, работы и мощности тока в цепи при параллельном и последовательном соединении проводников.
• Проведение исследования зависимости силы тока от напряжения и сопротивления, зависимости сопротивления проводника от физических характеристик проводника, мощности и работы тока в цепи про последовательном и параллельном соединении проводников в соответствии с ориентировочной схемой при проведении проекта.
• Обсуждение различных способов представления результатов измерения (вербальных, табличных, в виде диаграммы).

Краткое описание проекта

По способу   преобладающей деятельности – Исследовательский

По содержанию - Комплексный.

 По уровню интеграции – Монопредметный.

По характеру координации – С открытой или явной координацией

По уровню контактов – Внутриклассный

 По количеству участников – Групповой

 По продолжительности – Средней продолжительности

По использованию средств обучения - Информационный (коммуникативный, с использованием компьютера).

По включаемости в тематический план - В течении третьей четверти

Этапы работы над проектом

I этап. Подготовительный (определение темы и целей проекта). 

II этап. Планирование этапов:

- определение источников информации;

- определение способов сбора и анализа информации;

- определение способа изложения результатов (формы отчета);

- установление процедур и критериев оценки результатов и процесса;

- распределение задач (обязанностей) между членами команды.

III этап.  Исследовательский (исследовательская деятельность). стадия сбора информации, решения промежуточных задач.

IV этап.  Аналитический.

V этап.  Презентация полученных результатов.

VI этап. Оценка результата и проекта.

Реализация проекта

I. Определение темы и целей проекта и формирование первичных групп для работы.

Группа 1.Айдов Даниил, Афанасьев Георгий, Варанкина Анастасия, Волкова Анастасия.

Группа 2.Глазова Анастасия, Голубева Дарья, Ершов Александр, Жуков Даниил.

Группа 3.Заболотная Елизавета, Заикина Ульяна, Идрисова Элина, Кирьянов Андрей.

Группа 4.Колобова Екатерина, Копнин Денис, Ларшин Сергей, леденцова Екатерина.

Группа 5.Луконин Алексей, Назаров Матвей, Пазин Антон, Пахомов Игорь.

Группа 6.Сизенко Матвей, Ситников Илья, Сухов Олег, Сюбаева Елена.

Группа 7.Толиков Дмитрий, Хуртин Алексей, Черемохина Ольга, Шубина Вероника.

Исследование 1. Исследование сопротивление проводника от характеристик проводника 1.

Приборы и материалы: Две проволоки одинаковой длины и площади поперечного сечения (толщины ), но разного материала, амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему  на рис. 68 ( б) страница 120 в учебнике. По очереди  подсоедините в цепь проводники из разного материала, сначала одну, потом другую. Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью закона Ома сопротивление этих проводников.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты сопротивления проводников. Сравните полученные значения сопротивления проводников.. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае сопротивление проводника.

Исследование 2.  Исследование сопротивление проводника от характеристик проводника 2.

Приборы и материалы: Две проволоки одинаковой длины и из одинакового материала, но разной площади поперечного сечения (толщины ), амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис. 68 (б) страниц 120 в учебнике. По очереди подсоедините  в цепь проводники  разной площади поперечного  сечения, сначала одну, потом другую. Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью закона Ома сопротивление этих проводников.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты сопротивления проводников. Сравните полученные значения сопротивления проводников.. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае сопротивление проводника.

 Исследование 3. Исследование сопротивление проводника от характеристик проводника 3.

Приборы и материалы: Две проволоки разной  длины, но одинаковой площади поперечного сечения (толщины ), из одинакового  материала, амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис. 68 (б) страница 120  в учебнике. По очереди подсоедините  в цепь проводники  разной длины, сначала одну, потом другую. Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью закона Ома сопротивление этих проводников.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты сопротивления проводников. Сравните полученные значения сопротивления проводников.. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае сопротивление проводника.

Исследовани4. Исследование зависимости силы тока от напряжения.

Приборы и материалы: Резистор определенного сопротивления, амперметр, вольтметр, соединительные провода,  Два источник тока ( 2,3 разных батарейки, разного напряжения).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис. 68 (б) страница 120 в учебнике. По очереди включите в цепь два  (несколько) разных источника, сначала один, потом другой. Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью закона Ома силу тока в цепи.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты силы тока в цепи. Сравните полученные значения. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае сила тока в цепи.

Исследование 5. Исследование зависимости силы тока от сопротивления проводника.

Приборы и материалы: Два проводника разного сопротивления, амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис. 71 страница 124 в учебнике. По очереди подсоедините в цепь  проводники  разного сопротивления, сначала одну, потом другую. Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью закона Ома силу тока в цепи.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты силы тока в цепи. Сравните полученные значения. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае сила тока в цепи.

Исследование 6. Исследование мощности тока в цепи  при последовательном и параллельном соединении проводников.

Приборы и материалы: Два резистора разного сопротивления, амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис. 78, 79 страница 136, 139  в учебнике, включите в цепь вместо лампочек проводники (резисторы разного сопротивления). Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью законов последовательного и параллельного соединения общее  сопротивление этих проводников, мощность тока в цепи.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты сопротивления проводников, мощности тока в цепи. Сравните полученные значения сопротивления проводников, мощности тока в цепи. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае общее сопротивление проводников и мощности тока в цепи.

Исследование 7. Исследование работы тока в цепи при последовательном и параллельном соединении проводников.

Приборы и материалы: Два резистора разного сопротивления, амперметр, вольтметр, соединительные провода, источник тока ( батарейка).

Часть 1. Ход исследования. Соберите схему на рис.78, 79 страница 136, 139 в учебнике, включите в цепь вместо лампочек проводники (резисторы разного сопротивления). Снимите показания амперметра и вольтметра, рассчитайте с помощью законов последовательного и параллельного соединения общее  сопротивление этих проводников, работу тока в цепи.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите формулу и расчеты сопротивления проводников, работы тока в цепи. Сравните полученные значения сопротивления проводников, работы тока в цепи. Сделайте вывод, от чего зависит в вашем случае общее сопротивление проводников и работа тока в цепи.

      II. Составление плана работы над проектом. Определяется сроки, необходимые для получения конечных результатов.

Декабрь, январь, февраль – изучение нового теоритического материала согласно планированию.

Март– проведение экспериментальной части проекта.

Конец, середина  марта - презентации учащихся для подведения итогов проделанной работы и защиты проектов.

III. Корректировка плана по мере необходимости (уточнение  планирования в связи с болезнью участников и курсовой подготовки учителя).

IV. Контроль выполнения плана учителем. Учащиеся совместно с учителем выявляют потенциальные возможности каждого (коммуникативные, артистические, публицистические, организаторские  и т. д.). Учителю следует построить работу так, чтобы каждый мог проявить себя и завоевать признание окружающих. Можно также выбрать консультантов, т.е. ребят, которые будут помогать исследовательским группам в решении тех или иных задач на тех или иных этапах работы.

V.  Презентация полученных результатов.

          VI . Оценка результата и проекта. Распределение ролей в группе по реализации  и защите проекта осуществляется самостоятельно, каждый участник представляя проект и отвечая на вопросы учителя и одноклассников работает и на себя, и на всю группу. Кроме того темы проектов всех 7 групп известны всему классу заранее, а значит каждый ученик может подготовить интересный вопрос другим ученикам класса, тем самым освежив материал по теме “электрические явления”. Таким образом каждый ученик имеет возможность заработать несколько оценок в группе и индивидуально, отвечая на вопросы учителя или одноклассников, подготовив интересный вопрос другим группам.

Завершение проекта

Проект завершен в конце марта 2018 года, т.к. учащиеся 8Т класса закончили изучение электрических явлений,  и перешли к изучению  магнитных явлений.

Итоги проекта

 В течении третьей четверти учащиеся 8т класса защищали проекты, что способствовало изучению материала курса физики 8 класса раздела электрические явления, т.к. каждой группе предложены исследования в соответствии с программой. В 8т классе дети с высокой мотивацией обучения, а значит обучающая направленность проекта заключающаяся в формировании навыков сбора и обработки информации, материалов; развивающаяся компонента - умение анализировать, развивать и корректировать логическое, абстрактное  мышление, внимание, память вполне доступны этим детям. Воспитательный момент проекта - воспитывать коммуникативные навыки общения и культуру речи; воспитывать чувство ответственности; формировать умение работать самостоятельно и в группе, составлять письменный отчет.

Выводы:

Поставленные цели и задачи достигнуты: обобщены и систематизировать законы постоянного тока через исследования зависимости силы тока от сопротивления нагрузки  и напряжения источника тока, исследованы зависимости сопротивления проводника от длины, площади поперечного сечения, материала проводника, исследованы и систематизированы законы последовательного и параллельного соединения, зависимость работы и мощности электрического тока при последовательном и параллельном соединении проводников в соответствии с ориентировочной схемой при проведении проекта.

Учащиеся получили важный опыт коммуникативных навыков общения в группе, опыт научной дискуссии. Проводить наблюдения, планировать и проводить эксперименты. Обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков. Объяснять, анализировать полученные результаты и делать выводы.

Литература для учителя.

• Примерные программы основного общего образования. Физика 7-9. Естествознание 5.- М.: Просвещение, 2009 г.
• О стандарте второго поколения. – Статья А.А. Кузнецова, «Физика в школе», №2 2009 г.
• Примерная программа для 7-9 классов основной школы. Проект. - «Физика в школе», №5 2009 г.
• Курс физики основной школы в стандартах второго поколения. – Статья М.Ю. Демидова, «Физика в школе», №7  2011 г.
• Новое в  деятельности учителя физики: готовимся к внедрению стандартов второго поколения. – Н.С. Пурышева и др., «Физика в школе», №1 2012 г.
• Стандарт второго поколения и школьное физическое образование. Статья  С.П. Бабина, «Планирование изучения учебного материала по физике в 8 классе в соответствии с требованиями стандарта к организации образовательного процесса», Курск 2010 г.
• Е. Поливанова. Проектная деятельность школьников.- М.: Просвещение, 2011 год.
• Электронный учебник по курсу «Проектная деятельность как способ организации образования».

Литература для учащихся.

• Учебник "Физика 8 класс,  Перышкин А.В. – М.: Дрофа, 2018г.
• Приложение к журналу «КВАНТ», 1994г., №5. Электричество и магнетизм.
• Журнал «КВАНТ» № 8 1992 год. Можаев. Постоянный электрический ток.
• https://studfiles.net/preview/2033489/.
• Физика и астрономия: Учеб.  для 8 класса общеоразоват. учреждений / А. А. Пинский, В. Г. Разумовский, Н. К. Гладышева и др.; Под ред. А. А. Пинского, В. Г. Разумовского. – М.: Просвещение, 2011.»