"Исследовательская деятельность учащихся на уроках физики"
статья по физике (7 класс)

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.

Кроме того, федеральный государственный образовательный  стандарт уделяет особое внимание приобретению учащимися опыта проектной и учебно-исследовательской деятельности. В основной школе успешная защита индивидуального проекта или учебно-исследовательской работы выступает как необходимое условие итоговой аттестации выпускника. Правильная организация и оценка исследовательской деятельности оказывают большое влияние на реализацию требований к подавляющему большинству личностных и метапредметных результатов и на их достижение.[5]

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. [6]

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.

      Постоянное использование в практике преподавания предмета перечисленных видов проектной и учебно-исследовательской деятельности создает условия для реализации требования Стандарта к формированию коммуникативных, регулятивных и познавательных универсальных учебных действий.

          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. Физика. Планируемые результаты. Под редакцией Ковалевой Г. С., Логиновой О. Б. М. «Просвещение», 2014.

    6. Интернет – ресурсы.