ПРОЦЕСС ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКИ НА ОСНОВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.
статья на тему

ПРОЦЕСС  ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКИ  НА ОСНОВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.                                                

                                                                      Образование – это то, что остается

 после того, как все выученное забудется.

                                                                Макс Теодор Феликс Фон Лауэ, физик

                            Введение 

В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение в мировое образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. Происходит модернизация образовательной системы - предлагаются иное содержание, подходы, поведение в обучении. Процесс обучения превращается в процесс учения/научения. Развитие физического образования  обнажило ряд серьезных противоречий, отрицательно воздействующих на качественный уровень усвоения физических законов. Это противоречия:

 между постоянно растущим объемом информации и недостаточной гибкостью учебных программ и планов;

между требованиями общества к уровню развития, предметной подготовки учащихся и отсутствием реальных условий для их выполнения; между необходимостью  личностного и психического развития ученика и условиями улучшения здоровья детей;

 между прекрасной идеей гуманизации образования и ее быстрым воплощением в виде сокращения часов по естественным предметам,

между необходимостью строить обучение на основе творческой деятельности ученика, на основе ориентации «на личностный успех» и репродуктивным характером обучения массовой школы,

между индивидуальными личностными интересами ученика, зачастую определяемыми его познавательными возможностями, и существующими организационными формами обучения, ориентированными на работу учителя с классом

   Очевидно, что актуальным  в педагогическом процессе становится использование   инновационных технологий, которые и формируют у школьников навыки самостоятельного добывания новых знаний, сбора и анализа необходимой информации, умение выдвигать гипотезы, делать выводы и строить умозаключения. Эти технологии предполагают принципиально новые способы, методы взаимодействия преподавателей и учащихся, обеспечивающие эффективное достижение результата педагогической деятельности и базируются на системно-деятельностном  подходе, реализуют развивающее обучение,
исключают малоэффективные вербальные способы передачи знаний.
мотивируют взаимодействия учителя и учеников, гарантирующих образовательные результаты.

 Исходя из всего сказанного,  я поставила перед собой следующую цель:  повысить  успешность обучения по предмету, создав условия для формирования положительной мотивации к учению с   применением   инновационных технологий при обучении физике.

 Для достижения цели поставила перед собой следующие задачи :

ознакомиться с  теоретическим обоснованием инновационных  технологий обучения; использовать методы и приемы для практического применения технологий; создать диагностический материал для исследования эффективности использования технологий.

Объектом исследования является процесс обучения физике в средней школе.

Предмет исследования - инновационные технологии обучения физике.

Ожидаемый результат:

1.Повышение познавательного интереса к физике.

2. Успешная самореализация учащихся в учебной деятельности.

3. Развитие компетенций учащихся

4 Повышение качества обучения

.

                   1. Педагогические технологии

1.1.Понятие педагогических технологий

Педагогическая технология - это продуманная во всех деталях модель совместной педагогической деятельности по проектированию, организации и проведению учебного процесса с безусловным обеспечением комфортных условий для учащихся и учителя (В.М.Монахов).  Специфика педагогической технологии состоит в том, что построенный на ее основе  педагогический процесс должен гарантировать достижение поставленных целей. Признаками педагогической технологии по Н.Н.Гребенюк являются: целеполагание; проектирование  педагогического процесса; наличие диагностических средств и условий, гарантирующих достижение педагогических целей; средства анализа процесса и результатов деятельности учителя и учащихся.Любая педагогическая технология  должна удовлетворять ряду методологических требований:концептуальности,воспроизводимости,системности,управляемосиь, эффективности .
Принципами педагогической технологии являются:
целостность, фундаментальность, культуросообразность, гуманизация обучения, деятельностный подход, непрерывность образования. Субъектом  педагогической технологии является ученик.  

1.2. Инновационных технологии.

Чем же отличаются инновационные технологии от традиционных?

Целью, методами, формами, результатом, ролью учителя (Приложение 1).

В современной педагогике одновременно существуют и друг друга дополняют  множество различных современных инновационных технологий: проблемное обучение, личностно-ориентированное обучение, здоровьесберегающие , технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса- компьютерные технологии обучения и т д. Все технологии обеспечивают развитие индивидуальности и самостоятельности ученика. За время моей  работы в школе  сложилась своя система работы по обучению физике, основанная на использовании следующих инновационных  технологий, что позволяет рационально организовать процесс обучения и добиться хороших результатов:

1. Проектное обучение,
2. Модульное обучение
3. Технологии на основе эффективности управления и организации учебного  процесса- компьютерные технологии обучения

1.Для разрешения этой проблемы  я использую проектное обучение, целью которого является создание условий для формирования ключевых образовательных компетенций.Проектное обучение является той педагогической технологией, которая в большей степени, чем многие другие отвечает требованиям профильного обучения и предпрофильной подготовки Тем самым, в нашем лицее, где есть  общеобразовательные и физматклассы, создались предпосылки для применения проектной технологии, идеи которого были высказаны в конце IXX века американским философом-гуманистом  Джон Дьюи.. В своей работе я применяю исследования Е.С Полат, Ю.М. Пахомовой,Хуторского А.В. Но все труды объединяет одно – проектное обучение обладает рядом преимуществ в отличие от  традиционного обучения. Во-первых, это преимущество в том,   что организация обучения ориентирована на личность обучаемого. Во-вторых, кардинальное отличие проектного обучения  заключается в том, что, в основном, на разных этапах учащиеся действуют самостоятельно. В- третьих, овладение мыслительными процессами определяется как синтез, сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование. В-четвертых, появляется интерес, усиливается мотивация личностного роста, изменения себя. В-пятых, изменяется роль учителя. 

2.Модульное обучение

В основе этой технологии лежит адаптивное обучение разработанное А.С.Границкой. Модульная система обучения предполагает следующие подходы к организации изучения физики: организация самостоятельной работы учащихся на уроке и дома; использование разноуровневых заданий; различные способы самоконтроля и взаимоконтроля; сочетание групповых и индивидуальных способов работы; усиление политехнической направленности обучения физике (демонстрационный и фронтальный эксперименты, ТСО, и т.д.).
Развитию познавательной активности учащихся во многом способствует правильно организованная проверка усвоенного материала.

3.Технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса- компьютерные технологии обучения

При оценке знаний  я сталкивалась с  постоянными  проблемами и противоречиями:- не хватало  времени на устные и письменные опросы при проведении текущего контроля , а одним из методов контроля является его систематичность;- на проверку письменных тестовых работ, для подготовка к ЕГЭ :при проведении  лабораторных и практических работ в виду     недостаточности оборудования и  невозможности многократного повторения эксперимента при различных параметрах, а одним из основных направлений концепции среднего образование- практическая направленность обучения ; осуществление  формального  подхода  к  решению физических задач -решение их только на бумаге и невозможность проверки полученного результата на практике; на каждом уроке трудно было осуществлять быструю обратную связь (ученик-учитель) с тем, чтобы узнать, как организовать работу с отдельными группами учащихся; большинство учеников, особенно слабоуспевающих, относятся к контролю негативно. Все эти недостатки приводили к снижению качества обучения. Это проблемы    подтолкнули меня к тому, чтобы создать систему рациональной организации процесса обучения и  контроля знаний учащихся  и для экономии времени на уроках, послеурочной проверки и самое главное-нахождение таких средств контроля, которые мотивировали процесс обучения учеников и развивали их компетенции. После того, как база моего кабинета пополнилась мультимедийным оборудованием ,создались предпосылки для решения этой задачи.Постановка цели для решения этой проблемы: с помощью  применения КТ   при обучении и на  контрольном этапе обучения повысить результативность обучения, формировать компетенции учащихся.Объектом исследования является процесс преподавания  физики  .  В качестве предмета выступает  обучение и  контроль знаний и умений учащихся  на уроках физики. Целью опыта является разработка системы организации интерактивного контроля по физике с применением КТ и её апробация в сочетании с традиционными формами и методами проверки знаний, умений и навыков учащихся

                      2.  Практическая часть.

2.1.  Применение метода проекта  при обучении физике

 Применение проектного обучения провожу в  следующей последовательности

1.Провожу входную диагностику, в которой выявляю:1)готовность учащихся к проектной деятельности;2)уровень сформированности ключевых образовательных компетенций учащихся  с последующим анализом  и выводом об уровне развития тех или иных компетенций учащихся.                                                                                          2.Разрабатываю алгоритм действий по обучению отдельным  действиям обобщенного метода создания нового продукта.                                                    3. Разрабатываю этапы организации проектной деятельности учеников с учетом ступени обучения .  с применением различные формы организаций учебного занятия                                                                                         5.Провожу  контрольную диагностику уровня сформированности  ключевых образовательных компетенций ( по Хуторскому А.В.)по окончанию внедрения технологии.                                                                                                                   6. Организую рефлексию собственной деятельности по внедрению  технологии в практику.  

Формы  организации проектного обучения: фрагмент урока, на котором  обучаю учащихся способам выполнения отдельных действий, составляющих обобщенный метод создания «нового» продукта. Например, при прохождения тем : «Взаимодействие тел», «Давление твердых тел, жидкостей и газов»(5-8кл) предлагаю ученикам несколько ситуаций, связанных с этим материалом, решая которые они самостоятельно приходят к технологии создания устройства:1.Уезжая на дачу, вы оставляете свою морскую свинку дома. Требуется обеспечить ее на это время питьевой водой. Организую работу учащихся в группах по решению различных задач. Пример: после прохождения темы  «Электрический ток в металлах»(10кл): провожу  игровой урок-проект  «Конструкторское бюро» или  «Проектный институт»(Приложение 2).  Поисковая лабораторная работа.  В  большинство лабораторных работ включаю дополнительные задания, требующие применения метода проекта. Например, в лабораторной работе по изучению закона сохранения энергии(10кл) дополнительно формулирую задание: как изменяется дальность полета шарика, если увеличить высоту начального положения или изменить угол полета. При этом применяю работу в группах. То, что слабые по знаниям ребята работают вместе с лидерами, дают надежду на лучшее усвоение учебного материала. Эффективность групповой  работы заключается в формировании социально-трудовых компетенций. В процессе  работы и обобщения полученных результатов  мои ученики учатся; моделировать явления, выдвигать гипотезы, экспериментально проверять их и интерпретировать полученные результаты, самим идет формирование учебно-образовательных компетенций.  В старших классах успешно выполняются так называемые «индивидуальные» проекты . Очень часто  ребята выбирают проекты,   основанные  на межпредметных связях. Например:  « Применение рентгеновского излучения в медицине», «Звук и его влияние на человека», «Вода-удивительное вещество». Организации проектного обучения разбиваю на следующие этапы.1.«Погружение в проект»- Ученики «вживаются» в проблему 2.Организационный. - работа внутри группы, распределяются роли.. В каждом следующем проекте роли учащихся изменяются. 3.Исполнительный этап -создание проблемной ситуации. Идет выдвижение идеи (мозговой штурм), самостоятельное выполнение проектного задания. На этом этапе, формируются информационные, учебно-познавательные компетенции. Я направляю действия учеников в необходимое русло, не давая готовых ответов на вопросы, контролирую лишь ключевые моменты выполнения проекта, работая по методу убывающих подсказок, делегируя право принятия решений учащемуся. Основные принципы и правила этого метода — абсолютный запрет критики предложенных участниками идей. 4.Защита проекта. В своем выступлении дают самооценку своей деятельности, то есть предъявить самоанализ, рефлексию своей деятельности. Процесс защиты проекта для моих учеников является очень хорошим способом развития коммуникативных, ценностно-смысловых компетенций .     5.Оценивание проектной деятельности. Любую деятельность ученика я оцениваю, причем положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов.Объектами оценки являются:1) результативность проектной деятельности; 2)продукт проектной деятельности; 3)продвижение учащегося (личностные приращения; 4)уровень сформированности ключевых компетентностей учащихся 5)самостоятельность; 6)актуальную значимость; 7)полнота   раскрытия темы

 С каждым  годом, количество учащихся, желающих принять участие в создании проекта, увеличивается: с 35% до 65% за предыдущий год. Это говорит о повышении познавательных интересов учащихся.. Ученики нашего лицея выступают  на лицейском и районном НОУ.(10 классы-2 и 3 места ,5 классы-6 место в региональном конкурсе проектно-исследовательских работ).Ребята публикуют  свои работы на  конкурсе «Портфолио» 1 сентября. В процессе проектирования они повторяют и углубляют свои знания.  Диагностирование обученности учащихся показало:  ученики, работающие над проектами, значительно повысили свою успеваемость, осознанно подходят к выполнению заданий повышенной сложности, участвуют в олимпиадах. В результате применения проектной технологии формируются  ключевые образовательные компетенции учащихся

В основу применения модульной программы в обучении мною положен принцип "Учить ученика учиться", т.е. самостоятельно добывать знания по предлагаемому плану с учетом личных особенностей, с учетом личного темпа изучения и в том объеме, в каком ученик определит себе сам.  Годовой контроль состоит из отдельных модулей, границы которых определяются основными темами курсов. Мною разработаны модули на печатной основе ,и лист успешности учащихся.Отработка модуля ведется каждым учащимся в индивидуальном темпе. Прохождение курса засчитываю лишь тогда, когда учащийся усвоил и отчитался перед учителем за каждый модуль курса. Оцениваю ответы по баллам.
 Применение модульного обучения помогло моим  ученикам объективно оценивать свои знания и умения, снять тревожность и создать психологический комфорт на уроке, построить  индивидуальный маршрут обучения , то есть адаптировать ученика , и  как следствие –повышение качества обучения.

На своих уроках  я использую следующие  интерактивные формы  обучения и контроля  с применением КТ: создание презентаций мною и учащимися, компьютерное моделирование, виртуальные лабораторные  и практические работы. Медиаресурсы «Открытая физика», «Медиатека по физике», «Видеозадачник по физике», «Физика 7-11кл.»  применяю при объяснении нового материала с целью создания проблемной ситуации, выдвижения проблемы и формулировки гипотезы, а также с целью ее экспериментальной проверки (виртуальный эксперимент). При закреплении и повторении пройденного материала учащиеся работают фронтально (проектор), в малых группах - решая видеозадачи, выполняя различные тесты, просматривая  или создавая презентации по пройденной теме. Опыт использования программированного контроля знаний  учащихся, особенно с применением компьютерной техники, при проверке знаний по физике  в9-х - 11-х классах позволил выделить следующие положительные моменты: устраняется возможность подсказок и списывания; повышается  объективность оценки знания; резко возрастает познавательная активность учащихся при изучении  физики, что обусловлено стимулированием  данной  методикой  самостоятельной  работы ; изменяется  роль преподавателя, который  освобождается  от  "карательных" функций, связанных с контролем знаний и проставлением оценок; улучшается  психологическая  атмосфера  в  группах  учащихся;  возникает  устойчивая обратная  связь  —  преподаватель  —  ученик  —  преподаватель; преподаватель может, используя  статистические  данные,  оперативно  получить  объективную картину успеваемости, определить, какие области курса учащиеся усвоили  хуже всего и своевременно скорректировать учебный процесс; возрастает    количество   контрольных   мероприятий,   что   позволяет осуществлять  своевременную  проверку  знаний  у  всей  группы  учащихся  по большинству разделов изучаемого курса; ученик всегда считает эту оценку объективной, а учитель   всегда имеет  информацию о степени усвоения материала на уроке. В ходе реализации КТ составлено:1 Тематическое планирование  по  некоторым  разделам физики  с включением различных видов контроля применяемых на уроках  с применением программного обеспечения (демонстрация анимации, видеофрагментов, видеофильмов, компьютерных моделей и т.п.))2. Начата разработка  виртуальных лабораторных и практических работ по различным разделам физики для 10-11-х классов. 3. Разработаны и включены в практику самостоятельные работы с применением компьютерных моделей  Создан банк презентаций учителя ,учащихся и банк тестов по всем разделам физики. 9. Выявлены положительные и отрицательные стороны данной технологии

                                       Заключение.

Динамичное развитие в процессе практической допрофессиональной подготовки личностных качеств и ключевых компетенций становится ядром содержания  образования. А инструментом учителя становятся педагогической технологии, позволяющей реализовать новое содержание Главная педагогическая цель любой инновационной технологии – формирование различных ключевых компетенций, под которыми в современной педагогике понимаются комплексные свойства личности, включающие взаимосвязанные знания, умения, ценности, а также готовность мобилизовать их в необходимой ситуации.  В процессе применения технологий ученик учится целеполаганию, самопланированию, самоорганизации, самоконтролю и самооценке. Это дает возможность ему осознать себя в деятельности, самому определить уровень освоения знаний, видеть пробелы в своих знаниях и умениях. В результате применения инновационных  технологий  создаются условия для отношений творческого сотрудничества между учителем и учениками Практика показала, что  эти технологии позволяют активизировать познавательный интерес учащихся к физике, учитывают индивидуальные особенности учащихся, позволяют выс траивать траекторию развития каждого ученика Использование современных образовательных технологий повысило активность учащихся  и  во внеурочной работе по предмету, привело к росту количества  ребят, принимающих участие в олимпиадах по физике, астрономии, политехнической олимпиаде и занимающих призовые места. (2010-2011 год 2 победителя ,3 призера в  муниципальной олимпиаде- 2 призовых места в областной олимпиаде; результаты ЕГЭ- максимальный бал-96,средний-61.что превышает областной ;муниципальный конкурс проектно-исследовательских работ-2 призовых места.

 Применять инновационные технологии при обучении   необходимо, но одновременно  с применением традиционных форм. Другими словами, от теории - к практике, соединение академических и прагматических знаний с соблюдением соответствующего баланса на каждом этапе обучения .Результаты исследований американских психологов подтверждают, что креативность имеет общую основу  независимо от сферы деятельности, наработанная на одном материале, может быть перенесена на другой материал. Это говорит о том, что  применение    инновационных технологий при обучении  физики  позволит  в дальнейшем моим ученикам применять   свои знания и умения в различных областях своей  практической деятельности

Литература

1. Границкая А.С. Особенности перехода к АСО в средней школе // Границкая А.С. Научить думать и действовать. – М., 1991. – С. 92-96.
2. Данилюк А.Я. Концепция духовно –нравственного развития и воспитания личности гражданина России  сфере общего образования/проект/А.Я.Данилюк, А.М.Кондаков, В.А.Тишков.  Рос.акд. образования.-М.:Просвещении,2009.
3. Чошанов М.А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения: Методическое пособие. – М.: Народное образование, 1996. - 160с.

Юцявичене П.А. Принципы модульного обучения //Советская педагогика. – 1990. – № 1. – С. 55.

4. Концепция федеральных образовательных стандартов общего образования/проект под редакцией А.М.Кондаков, А.А.Кузнецова Рос.акд. образования.-М.:Просвещении,2008-39с
5. Селевко Г.К. Школа адаптирующей педагогики (Е.А. Ямбург, Б.А. Бройде) //Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. – М., 1998. – С. 220-224.
6. ГребенюкО.С. Педагогические технологии и инновации http://www.pedlib.ru/
7.  Николаева Н.П.Инновационные педагтгические технологии http://lpn.21202s19.edusite.ru/p16aa1.html
8. Воронков В.В.Электронная версия учебного пособия «Педагогика школы в двух словах» http://ro.mgou.ru/catalog/category103/34.html
9. Ялалов Ф. Г. Деятельностно-компетентностный подход к практико-ориентированному образованию //Интернет-журнал «Эйдос»-2007.-15 января http://www.eidos.ru/journal/2007/0115-2.htm
10. А.Ф. Кавтерев «Особенности использования компьютерных моделей при работе с сильными и слабоуспевающими учащимися»
11. Л.И. Губернаторова, К.А. Потехин «Новые информационные технологии в процессе преподавания физики»

                                     Приложение 1

Таблица Сравнительные характеристики традиционных и инновационных  технологий

                                           Приложение2

Урок на основе  метода проекта.

Тема: Зависимость сопротивления металлического проводника  от температуры(10 класс).

Цель урока: используя проектную методику, научить учащихся, умеющих применять полученные занятия для решения практических задач, самостоятельно разрабатывать принцип действия технического устройства.

Оборудование: листы бумаги форматаА3,маркеры.

Ход урока.

1.Актуализация значимости проекта. Мотивационный этап.(5мин)

Учитель: На предыдущем уроке мы изучали характер температурной зависимости сопротивления металлического проводника. Скажите, где можно применять эту зависимость?

Учащиеся: В устройстве, сигнализирующем об изменении температуры или измеряющем температуру.

Учитель: Уточните, для чего можно использовать это устройство.

Учащиеся: Для сигнализации о возникновении пожара; для извещения о похолодании в овощехранилищах; для предупреждения о перегреве в двигателе автомобиля, самолета, трактора…

Учитель: Предлагаю вам научиться разрабатывать такие устройства. Сейчас класс разделится на группы по 4-5 человек. В группах роли распределяются следующим образом: менеджер - управляет всей работой над проектом, функционированием всех его систем; конструктор - отвечает за общую идею проекта и грамотное физическое решение; чертежник -исполняет графическое решение проекта, изображает схему устройства защиты; монтажник- осуществляет сборку и изготовление макета, модели; сметчик -рассчитывает экономическую сторону объекта, составляет перечень необходимого оборудования; эколог - отвечает за безопасность проекта. (Социальные роли учащихся могут меняться от проекта к проекту, чтобы каждый ребенок мог испытать себя в новом качестве)

Каждая группа получает задание:

Задача 1.Разработать устройство, сигнализирующее о возникновении пожара.

Задача 2.Разработать устройство, сигнализирующее о похолодании в овощехранилищах

Задача3.Разработать устройство, предупреждающее о перегреве двигателя.

2.Испонительный этап.(15мин)

Устройство, разработанное учащимися, может представлять собой электрическую цепь ,состоящую из источника постоянного тока, амперметра и металлического проводника с достаточно большим значением термического коэффициента сопротивления. Шкала амперметра должна иметь два сектора - красный и синий -со стрелкой посредине. Для 1 и 3 задачи стрелка должна отклоняться в красный сектора, для случая 2-в синий сектор. Датчик может соединяться не только с амперметром, но и включать звонок, сигнальную лампочку, вентилятор, подогрев и т.д.

3.Подведение итогов(2 мин)

Учитель дает оценку каждому проекту, отмечает удачные решения, четкость организации работы групп, оригинальные идеи, находки