Публичное представление собственного инновационного педагогического опыта учителя физики МОУ «Луховский лицей» г.о. Саранск Смирновой Светланы Георгиевны
учебно-методический материал

Публичное представление собственного инновационного

педагогического опыта учителя физики

МОУ «Луховский лицей» г.о. Саранск

Смирновой Светланы Георгиевны

ТЕМА ИННОВАЦИОННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОПЫТА:

«Организация проектно-исследовательской деятельности учащихся на уроках физики как эффективный способ повышения познавательной активности»

1. Актуальность и перспективность опыта

Педагоги-психологи определяют познавательную активность как «активное стремление к познанию, поиск способов удовлетворения жажды знаний». Вопросы формирования познавательной активности учащихся средней и старшей школы относятся к числу наиболее актуальных проблем современной педагогической науки и практики. К одному из качественных решений сложившейся проблемы можно отнести применение в своей работе системно-деятельностного подхода, который приобрел в педагогической практике  особое значение в связи с высокими темпами развития и совершенствования науки и техники, потребностью общества в людях образованных, способных быстро ориентироваться в обстановке, мыслить самостоятельно и свободных от стереотипов. К одному из таких видов деятельности относится проектно-исследовательская работа школьников на различных этапах урока и в рамках внеурочной, внеклассной формы работы.

Предмет «физика» является одним из ведущих среди других предметов, где можно успешно использовать элементы исследования.

2. Гипотеза 

Использование на современном уроке физики элементов проектно-исследовательской деятельности способствует повышению познавательной активности школьников.

3. Теоретическая база опыта

В фундаментальных исследованиях психологов и методистов показано, что учебно-познавательная деятельность, одной из форм которой являются исследования, играет важную роль в развитии учащегося.

А.Н. Леонтьев называет деятельностью «процессы, которые характеризуются психологически тем, что то, на что направлен данный процесс в целом (его предмет), всегда совпадает с тем объективным, что побуждает субъекта к данной деятельности, т. е. «мотивом»». По мнению Д. Б. Эльконина, «учебная деятельность – это деятельность, имеющая своим содержанием овладение обобщенными способами действий в сфере научных понятий, ...такая деятельность должна побуждаться адекватными мотивами». 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.

С точки зрения теории и практики образования наибольший интерес представляют научные исследования. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности в приобретении учащимся навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения новых знаний.

Виды исследовательской деятельности

Под учебно-исследовательской деятельностью школьников понимается деятельность, связанная с поиском ответа на творческую, исследовательскую задачу с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере.

По мнению В. И. Андреева, специфика учебной исследовательской деятельности, в отличие от деятельности ученого, заключается в том, что ученик чаще всего осуществляет не весь цикл исследования, а выполняет лишь отдельные его элементы.

И.Я. Лернер выделяет эти элементы в виде этапов учебного исследования:

определение или осознание цели исследования;

• установление объекта изучения;
• изучение известного об объекте, его элементах и связях между ними;
• постановка проблемы, принимаемой к решению, или осознание ее;
• определение предмета исследования;
• выдвижение гипотезы;
• построение плана исследования;
• осуществление намеченного плана, корректируемого по ходу исследования;
• проверка гипотезы, в том числе экспериментальная, если это необходимо;
• определение значения найденного решения избранной проблемы для понимания объекта в целом; определение сфер и границ применения найденного решения.

Я разделяю позицию В. Я. Синенко, который рассматривает учебную исследовательскую деятельность как интеграцию двух важнейших подходов к обучению физике – принципа цикличности и концепции формирования физических понятий. Принцип цикличности в учебном поиске позволяет отразить в нем научное творчество исследователя, ориентирует учителя и учащихся на объективные этапы исследования. Концепция формирования научных понятий в сочетании с использованием различных видов самостоятельных работ наполняет принцип цикличности дидактическим содержанием, а деятельность учителей по организации учебного исследования делает более целенаправленной.

4. Технология опыта. Система конкретных педагогических действий, содержание, методы, приёмы воспитания и обучения

Как оживить процесс обучения, как создать атмосферу радостной приподнятости, сопутствующей поиску и творчеству? Как сделать учебную деятельность жизнерадостной, увлекательной и интересной? Как пробудить у учащихся тягу к знаниям? Поможет решить эти вопросы при обучении физики постановка   ученика в условия исследователя, на место учёного или первооткрывателя.     

Физика – наука экспериментальная. В основе её лежат наблюдения и опыты, и организация исследовательской деятельности учащихся при изучении физики – необходимый фактор, позволяющий повысить интерес  к физической науке, сделать её увлекательной, занимательной и полезной и осознать, что  физика – это не страшно, физика – это интересно.

Для успешной исследовательской деятельности необходимо выработать у учащихся элементарные навыки этой работы и пробудить интерес к исследовательской работе.

Важно научить учащихся: ставить цель; составлять план исследований; подбирать необходимые приборы и материалы; собирать необходимые установки; проводить исследования и формулировать выводы. А также: познакомить учащихся с методами научных исследований по физике, который можно представить в виде следующей цепочки: теоретическое предвидение – разработка рабочей гипотезы – наблюдения – эксперимент – анализ экспериментальных фактов и выводы из них – проверка выводов на практике.   

Оглянувших вокруг, можно найти много вопросов, требующих исследований. Например:                              

• Почему жужжит пчела?
• Что поднимает в воздух самолёт?
• В чём причина полярных сияний?
• Через какое время после того, как в цепи пошёл ток, лампочка начинает светиться?

Нередко подобные вопросы нужно не просто объяснить, а оценить величины того или иного эффекта и подкрепить объяснение расчётом или экспериментом. Поиск ответов на такие вопросы заставит учащихся обратиться к дополнительной литературе, учебнику. Что ж, этого нам и надо, ведь и физики – профессионалы пользуются чужими результатами и редко начинают работу на пустом месте. Исследовательская деятельность учащихся многогранна и организую её на любом этапе обучения физике:

• при изучении физической теории;
• при решении задач;
• при проведении демонстрационного эксперимента;
• при выполнении лабораторных работ.

Кроме того, в своей работе я стараюсь использовать:

• исследования в рассказах;
• исследования практических вопросов;
• исследования с помощью самодельных приборов;
• исследования дома и на улице;
• проектную исследовательскую деятельность учащихся.

Самой эффективной в плане формирования ключевых компетенций у учащихся является проектная исследовательская деятельность, так как призвана не только решать познавательные задачи, но и ориентировать учащихся в ключевых проблемах современной жизни, формировать у них коммуникативные качества, обеспечивающие успешную деятельность в будущей жизни.  Сегодня в сфере образования набирают силу новые критерии оценки качества образования, учитывающие динамику развития каждого учащегося. Это связано с нарастающей скоростью перемен в обществе: меняются государства, технологии, уклад жизни, появляются новые продукты и потребности, меняются формы работы. Наиболее успешными становятся люди, которые могут за ограниченное время создать уникальный продукт или услугу, перестроится и овладеть новыми методами работы, предложить неординарный выход из проблемной ситуации, то есть реализовать определенные компетенции. Необходимость быстрого поиска решения возникающих производственных и научных задач привела к распространению проектно-исследовательской деятельности как технологии решения проблем. В соответствии с этой тенденцией в стандарте второго поколения сформулированы новые типы планируемых результатов обучения, такие как проведение исследований и проверка гипотез. Понятно, что успешных и компетентных специалистов можно получить, только если формировать их со школьной скамьи. В результате исследовательская и проектная деятельность учащихся необратимо станет одной из важнейших форм современного образования.  

В качестве примера организации проектно-исследовательской деятельности рассмотрим урок в 8 классе по теме: "Расчет электроэнергии, потребляемой бытовыми электроприборами”. Эта тема изучается после темы "Работа и мощность тока”, то есть учащиеся уже знакомы с этими величинами. При традиционной технологии расчет электроэнергии бытовыми приборами осуществляется на примере решения стандартных задач из сборника задач по физике. При получении результата проводится небольшой сравнительный анализ и делается вывод о том, какие приборы потребляют большее количество электроэнергии и дороже обходятся. Исследовать нечего, весь творческий поиск сводится к нахождению расчетной формулы и выполнению математических действий. Развивающий потенциал такого подхода практически стремится к нулю. Факторы для поиска проблем и целей исследования необходимо искать в анализе явлений, процессов, ситуаций. Для создания таких факторов на данном уроке я рекомендую в календарно-тематическом плане несколько изменить последовательность изложения материала. Разделить урок "Работа тока” и "Мощность тока”. На предыдущем уроке необходимо ввести формулу нахождения стоимости электроэнергии и понятие тарифа. Данный урок станет основанием для введения величины "Мощность тока”. Следующим уроком будет урок отработки навыков решения задач, при этом будут серьезные основания и аналитические данные для оценки полученных результатов задач. Необходимо обеспечить потребность в знаниях или умениях, которым посвящается урок, сформировать мотив к обучению, то есть желание изучать данный материал. Познавательный мотив – один из главных, он связан с интересом заранее, в котором акцентируется внимание зрителей на том, как мы привыкли использовать электроэнергию: одновременно работают несколько электроприборов, многие из них переходят в режим ожидания, в помещениях горит свет, не смотря на светлое время суток. После просмотра видео – ролика ученикам предлагается выделить проблему не рационального использования электроэнергии, которую предстоит решить на уроке. Учитель наводящими вопросами уточняет, а в чем же проблема лично для нас, для общества и государства? Формулируется проблема: Нерациональное использование электроэнергии приводит к высокой ее стоимости, загрязнению окружающей среды и обеднению природных ресурсов. Ставится цель урока: рассчитать стоимость электроэнергии бытовых электроприборов. Выяснить, почему нерациональное использование электроэнергии влияет на окружающую среду и запасы природных ресурсов. Разработать рекомендации по экономии использования электроэнергии. После постановки целей, важно повторить изученные величины, такие как работа тока, стоимость электроэнергии, тариф. Для перехода к этапу формулирования гипотезы важно показать практическое применение физических характеристик, связанных с работой тока. Например, каждой паре учащихся предложить в технических паспортах электрических приборов определить параметры эксплуатации, такие как рабочая мощность, напряжение, частота тока. Записать на доске. Сравнить полученные результаты и попробовать выдвинуть гипотезу о том, как будет зависеть работа тока и стоимость представленных устройств от приведенных характеристик. Учащиеся обнаруживают, что расхождения в характеристиках устройств, сводятся к различной мощности. Значит, делается вывод, что работа тока будет зависеть от мощности, а как? При просмотре видео-ролика, вы, наверное, обратили внимание на то, что некоторые устройства переходили в режим ожидания, т.е. само устройство не работало, но полностью отключено от сети не было, об этом сигнализировала маленькая красная лампочка (плойка). Как вы думаете, расходуется ли электроэнергия на работу устройства в режиме ожидания? Много ли расходуется энергии? Выдвигаются гипотезы учащимися и фиксируются на доске. Следующий важный вопрос: а откуда берется электроэнергия? Предложить подумать, а не наносит ли вред окружающей среде выработка электроэнергии для работы указанных устройств? Почему в последнее время так актуален вопрос о переходе на люминесцентные лампы? Может быть существуют устройства, которые дают тот же результат, но не наносят такого вреда окружающей среде и позволяют сэкономить бюджет. Все выдвинутые гипотезы необходимо зафиксировать на доске или на слайде презентации. Ставятся задачи урока: 1) исследовать, от чего зависит стоимость электроприборов 2) исследовать, как влияет работа приборов в режиме ожидания на стоимость электроэнергии, 3) изучить экологические проблемы, связанные с производством электроэнергии, 4) выяснить, какие источники электроэнергии существуют, каковы их преимущества и недостатки 5) рассмотреть способы экономии электроэнергии.

Для решения поставленных задач используем коммуникативный мотив. Коммуникативный мотив – связан с необходимостью общения, делового сотрудничества, взаимодействия. Для этого класс делится на группы. Классу предлагается совместное выполнение поставленных задач при условии, что каждая группа будет делать свою часть исследования. В этом случае каждый член команды оказывается участником созидательного процесса, проходит под руководством учителя все этапы творческой деятельности. Такая работа способствует развитию исследовательских навыков у всех членов команды. Даже слабые школьники "заражаются” творчеством и делают свои небольшие открытия. Под дифференцированном подходом принято понимать обеспечение различных условий, учитывающих индивидуально-личностные особенности обучающихся при усвоении предметного содержания. Интегративно-дифференцированный подход представляет собой соединение этих, казалось бы, исключающих друг друга подходов и может обеспечить как достижение целостности восприятия мира, так и личностную ориентацию обучения. При этом создаются условия для формирования ключевых компетентностей личности, имеющих надпредметное содержание, а также личностной компетентности для самоопределения, саморазвития и самораскрытия потенций” к узнаванию нового. Вызвать познавательный мотив на данном уроке, можно показав видеоролик отснятый.

Таким образом, проектно-исследовательская деятельность формируют у учащихся целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыта самостоятельной деятельности и ответственности, что и формирует познавательную активность, обеспечивает современное качество образования, повышает качество преподавания предмета.

5. Анализ результативности опыта

Опытно-экспериментальная работа по направлению «Организация проектно-исследо-вательской деятельности учащихся на уроках физики как эффективный способ повышения познавательной активности» на данном этапе моей педагогической деятельности не завершена, находится в процессе, но уже сейчас имеет стабильные позитивные промежуточные результаты, позволяющие предположить правильность выдвинутой на подготовительном этапе гипотезы. Судить о том, что использование на современном уроке физики элементов проектно-исследовательской деятельности способствует повышению познавательной активности школьников, позволяют стабильные результаты освоения учащимися образовательных стандартов, положительная динамика качества знаний от четверти к четверти и рост количества учащихся, проявляющих желание принимать участие во Всероссийской предметной олимпиаде по физике и показывающих достойные результаты:

Не менее результативным компонентом выступает участие школьников в конкурсах учебно-исследовательских и проектных работ в заочных и очных этапах муниципального, республиканского и всероссийского уровня:

6. Возможность тиражирования опыта и наглядные приложения

Накопленным опытом работы я делюсь со своими коллегами: на заседаниях кафедры естественно-научного цикла и педагогических советов при МОУ «Луховский лицей» г.о. Саранск; на проблемно-ориентированных семинарах учителей-предметников, студентов физико-математического факультета при ФГБОУ ВПО «МордГПИ им. М.Е. Евсевьева», НИ МГУ им. Н.П. Огарёва; научно-практических конференциях различного уровня. Мои методические разработки уроков, внеурочных занятий, внеклассных мероприятий, в основу которых положен метод исследовательского проекта («Строение атома. Опыт Резерфорда», «Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов», «Электрический ток. Источники электрического тока», «Действие жидкости на погруженное в неё тело», «Тепловые двигатели», «Что? Где? Когда?») получили положительную оценку у сотрудников редакции и членов редколлегии и были запланированы для публикации в одном из ближайших номеров журнала «Народное образование Республики Мордовии». Кроме того материалы этих работ были опубликованы мною в Социальной сети работников образования http://nsportal.ru на персональном сайте: http://nsportal.ru/svetlana-georgievna-smirnova. В конце февраля 2014-2015 учебного года была создана видеозапись открытого урока-исследования «Сила трения», которая позволила наглядно продемонстрировать технологию организации индивидуальной и групповой опытно-экспериментальной, исследовательской работы школьников на разных этапах урока.

7. Адресные рекомендации по использованию опыта

Передовой педагогический опыт может быть представлен на заседании творческих групп, проблемных семинаров, школ передового опыта, методическом объединении.