Формирование навыков исследовательской деятельности в ходе выполнения практических работ по физике
статья по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)

Формирование исследовательских навыков в ходе выполнения

 практических работ

      Очень часто педагоги отождествляют проектный и исследовательский метод обучения. Однако, это принципиально разные по направленности, смыслу и содержанию виды деятельности, хотя оба имеют большую ценность для современного образования.

       Проектирование – это творчество по плану, в  определённых контролируемых рамках, в то время, как исследование – путь воспитания истинных творцов. Исследование не предполагает создание заранее какого-либо планируемого объекта, даже его модели или прототипа. Исследование, по сути, процесс поиска неизвестного, новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека. И каким будет решение поставленной задачи, заранее не известно. Существует несколько видов исследовательской деятельности. Я хочу поделиться опытом организации индивидуальной и коллективной исследовательской деятельности на уроках и внеурочной деятельности.

     Для изначального успешного осуществления исследовательской деятельности у ребёнка должны быть исследовательские способности. Это умение видеть проблемы, наблюдать, умение проводить эксперименты, вырабатывать гипотезы. Этими умениями владеет даже  не каждый взрослый человек, поэтому формировать исследовательские навыки у детей –задача учителя. Выбирая темы для осуществления исследовательской деятельности, учитель должен понимать, что она должна быть естественной, реальной и выполнимой. Важно определить степень трудности решаемых в ходе исследования задач. Ведь то, что легко одному, не всегда понятно другому.  Она должна быть доступной учащимся, объяснимой  с точки зрения имеющихся знаний, и интересной. А значит реально выполнимой. Её естественность заключается в том, что учащийся сам, без посторонней помощи, сможет решить поставленную проблему, почувствовать себя первооткрывателем. Исследовательские работы многогранны. Исследовательской можно сделать даже любую текстовую задачу, перебирая возможные способы её решения. Я сегодня хочу остановиться на практических исследовательских работах, организацией которых я занимаюсь третий год в урочной и внеурочной деятельности.

       Для того, чтобы знания, полученные в ходе исследовательской деятельности, стали действительно личными ценностями ребёнка, они должны им осознаваться и осмысливаться. Если ученик выполняет работу по заранее составленному учителем шаблону, то никаких исследовательских навыков у детей мы не разовьём. Примером таких работ являются программные лабораторные работы и практикумы. Для развития навыков исследовательской деятельности важен принцип самостоятельности. Ученик должен самостоятельно, на основе имеющихся у него знаний, осознать порядок выполнения работы и постараться предсказать результат её выполнения. Фактор времени часто вынуждает нас применять в обучении и внеурочной деятельности  методы, лишь частично являющиеся исследовательскими.

         Для того, чтобы учитель мог управлять исследовательской деятельностью, он должен иметь собственный опыт исследовательской работы, хотя бы на уровне учебных открытий, должен хоть раз почувствовать напряжённость поиска и радость открытия. Этим эмоциональным фактором нельзя пренебрегать. Он имеет большое воспитательное значение.  Хорошо известно, что часто именно фанатизм учителей зажигает в учениках жажду познания и определяет выбор ими будущей профессии.

Организация индивидуальной исследовательской деятельности – достаточно хлопотное занятие, так как для этого необходимо:

1) наличие в классах хотя бы 1-2 учеников, интересующихся физикой, достаточно подготовленных для того, чтобы обрабатывать результаты, а также формулировать выводы,  обладающих достаточной компьютерной грамотностью;

2) наличие в  школьном кабинете физики необходимого оборудования;

3) совпадающего свободного времени учителя и учеников.

Если со вторым пунктом не так уж всё и плохо, кое что есть, да и сделать модель какого-то прибора можно из подручных материалов (сейчас я приведу такой пример), то с с пунктом №1 и №3 всегда проблемы.

Опыт моей работы показывает, что «говорящих» и «пишущих» детей становится всё меньше: дети мало читают, речь слабо развита,  в письме преобладает система общения в виде «смайлов» и «стикеров». Да и слова писать помогает быстрый набор. Учитель, организующий такую деятельность, заранее должен быть готов взять часть работы по обработке результатов на себя или возложить эту обязанность на родителей, которые могут быть и не готовы к этому.

Пункт 3 предполагает, что у учителя и ученика должно быть совпадающее свободное время  для обсуждения и постановке эксперимента. Этот пункт даже сложнее, чем 1. Обилие внеурочной деятельности, которую дети вынуждены посещать, приводит к тому, что у детей по 9 -10 уроков в день. У нас, например,  только 18 кружков и все работают. Организатор за этим очень чётко следит. Добавим сюда всякие «горизонты»  и «великих земляков» и получим измотанных детей среднего звена. За час кружковой работы всё успеть нереально. Есть и другие дети, которых надо занимать. Проблем хватает.

Определяя выбор тем для индивидуальной исследовательской работы, учитель должен помнить, что работа должна быть:  интересной, реальной в исполнении, может быть проведена с теми приборами, что есть в кабинете физики или с теми, которые можно сделать своими руками. У ученика должно быть достаточно знаний для постановки опыта и обработки полученных, заранее неизвестных, но предполагаемых им результатов. И, конечно, ученик должен знать, что его работа может принести пользу хотя бы небольшой группе людей (как вариант – одноклассникам). В противном случае работа просто не получит логического завершения.

      Коллективную практическую исследовательскую деятельность можно применять не только во ВД, но и на всех этапах урока, включая домашние задания. При выборе темы  работы учитель должен  учитывать возможности  школьного кабинета физики: в нём не всегда есть нужное нам оборудование. Но, как показал опыт моей работы, очень многие обычные работы можно сделать исследовательскими, всего лишь изменив подход к их организации. Чтобы было понятно, приведу такой пример.  Программную  работу «Определение плотности твёрдого тела» можно провести по описанию в учебнике, а можно, не задавая предварительно готовиться к работе, перед выполнением организовать обсуждение, озвучив проблему, например, таким образом: «Сегодня нам нужно определить плотность вот этого цилиндра. Но я не уверена, что точно знаю, из какого он материала, и не могу воспользоваться таблицей. Мои предположения нуждаются в проверке. Хочу предложить вам мне помочь. За вами выбор оборудования и идеи  по ходу выполнения работы».  Это пример того, что учитель не просто так предложил учащимся догадаться,  как выполнить работу.  Идея проведения такой работы основана на том, что учащиеся уже умеют измерять массу тела на весах и уметь пользоваться мензуркой. Да и формулу для расчета плотности они знают. После обсуждения вырабатывается определённый алгоритм выполнения работы, понятный большинству учащихся. Остальное меньшинство  логически осмысливает его в ходе выполнения вместе с напарником, группой. Так, понемногу, мы приучаем детей к самостоятельности. Надо сказать, что дело это чрезвычайно трудное, требует от учителя большого терпения, постоянства и системы организации. Если привитые исследовательские навыки не закреплять и не развивать, они утрачиваются. Когда я начинала работу по организации ВД в точке роста, главную цель своей деятельности я видела в развитии навыков работы с лабораторным оборудованием, проверке на практике уже известных зависимостей и  свойств. Уже сейчас, имея некоторый опыт, я понимаю, что приобретённые практические навыки мало развивают детей, так как в них нет самостоятельности. Они учат лишь работать с оборудованием, подтверждают то, что уже известно, не более того. Они скучны. Поэтому я понемногу стала отходить от привычного способа работы и всё чаще стала включать в урок и ВД небольшие исследовательские работы, описания которых нет в учебнике, и ход выполнения которых  ещё стоит проговорить.    У меня конечно, не лицей, и основная масса детей звёзд с неба не хватает. Поэтому рассчитывать на то, что дети так сразу мне расскажут, как и что делать, не приходится. В этом и весь фокус. Нужно организовать обсуждение так, чтобы дети не очень – то поняли, что я им подсказываю.

       Возьмём, к примеру, работу, которую я провела на кружке в этом году в 9 классе  после изучения темы 2 закон Ньютона. В начале года учащиеся уже выполняли работу по исследованию равноускоренного движения без начальной скорости. На это и был расчёт.

      Я  предложила учащимся ответить на вопрос: как влияет на ускорение тела (машинки) угол наклона плоскости?

Вопрос озадачил. Предположения были разные. Как проверить? Чаще всего предлагали измерить  длину жёлоба, время движения и рассчитать из формулы для перемещения (вспомнили проделанную работу). Для того, чтобы подвести их к озвучиванию нужного мне способа,  обосновала большую  погрешность предложенного, так как время скатывания машинки в обоих случаях очень мало. После массы наводящих вопросов, вроде того, а в какие формулы ещё входит ускорение, услышала нужный мне ответ, когда был предложен вариант использования 2 закона. Но как  определить силу, заставляющую машинку скатываться? ( Надо сказать, что это больной вопрос, причём ежегодный). В некоторых учебниках  действия с векторами в геометрии изучают не осенью, а весной. Вот и приходится отвлекаться от темы, как минимум на урок, чтобы дать хотя бы азы векторной физики. Тут уж я ответа не дождалась. Пришлось задавать наводящие вопросы, вроде: «А чем измеряют силы? В каком случае тело, на которое действуют силы, находится в покое?  Чем ещё можно удержать машинку на плоскости, если убрать руку?». Пока не услышала «динамометром». Потом стало легче. Массу машинки предложили измерить на весах. Измерив равнодействующую сил с помощью динамометра, рассчитали ускорение. Значительно изменили угол наклона жёлоба. Восторги начались после измерения равнодействующей. Она оказалась значительно больше. При условии неизменности массы дети предположили, что ускорение увеличится. Работа замечательна тем, что при правильном взвешивании с минимальными погрешностями отношение сил оказывается равным отношению ускорений, т.е. этой работой мы не только учим детей навыкам исследовательской работы, но и доказываем прямо пропорциональную зависимость между силой и ускорением. Причём показываем, что в реальной жизни именно равнодействующая сил, а не какая-то она сила сообщает телу ускорение. Замечу, что в сильных классах машинку можно было бы и не взвешивать, ведь в конечном итоге ищем не сами ускорения, а их отношения.

       Это мой небольшой пример того, с чего можно начать. Я, как и многие из вас, не могу похвастаться  большими достижениями. Я только начала менять подход к организации практической деятельности  и не всегда всё идёт так, как мне хотелось бы. Но я не теряю надежды. Как сказал Луций Сенека: «Дорогу осилит идущий».