Организация и проведение исследовательской деятельности учащихся
материал для подготовки к егэ (гиа) на тему

Организация и проведение исследовательской деятельности учащихся.

Высокий интерес к исследовательским методам обучения стал подлинной приметой нашего времени. Это общеизвестный факт, не нуждающийся в подтверждении, но любопытно другое - почему этот интерес столь велик и случайно ли он возник именно в наше время. Не все причины этого явления лежат на поверхности, поэтому, активно внедряя в современную образовательную практику метод исследовательского обучения, мы должны понимать, что нами движет в действительности. В обыденном употреблении исследование понимают преимущественно как процесс выработки новых знаний, один из видов познавательной активности человека. Исследование- это просто поиск истины.

Исследовательское обучение - особый подход к обучению, построенный на основе естественного стремления ребёнка к самостоятельному изучению окружающего мира. Главная цель исследовательского обучения - формирование у учащегося готовности и способности самостоятельно, творчески осваивать новые способы   деятельности в любой сфере человеческой культуры, а также перестраивать их.

С точки зрения педагогической психологии и образовательной практики важно, что исследование тесно связано прогнозированием, а потому может служить инструментом развития интеллекта учащегося. Увидеть эти возможности позволит изучение особенностей механизмов мышления при исследовании.

При построении прогнозов, как известно, будущее обычно раскладывается на три составляющие:

Детерминированную - полностью предсказуемую, обусловленную действием известных причин;

Вероятностную - предсказуемую с большой долей вероятности;

Случайную - принципиально не поддающую прогнозированию.

Исследование находится преимущественно в поле случайности- принципиально не поддающейся никакому прогнозированию.

Исследование – всегда творчество, и в идеале оно представляет собой бескорыстный поиск истины. Если в итоге исследования и удаётся решить какую – либо практическую проблему, то это не более чем побочный эффект. При этом само новое знание, добытое в итоге исследования, может быть не только малополезно, с точки зрения общества и самого исследователя, но и даже вредно и опасно. Однако исследователь стремится к новому знанию, зачастую не зная, что принесёт ему открытие.

М. Фарадей, открывший законы электромагнитной индукции, на вопрос о том, где могут быть использованы результаты его исследования, не мог сказать ничего вразумительного. И только позже, в середине 20 века, его открытия стали активно использовать в радиоэлектронике и электротехнике.

К. Э. Циолковский писал о том, что первоначально идея реактивного двигателя и ракета как место его применения не рассматривалась им с точки зрения задачи покорения космоса. Его интересовала возможность подобного перемещения в пространстве сама по себе, а в качестве варианта использования ракеты рассматривал применение её в увеселительных целях. И только под влиянием книг  Жюля Верна он постепенно пришёл к идее покорения космоса.

Исследование как бескорыстный поиск истины чрезвычайно важно для развития творческих способностей учащихся.

В школе нужно заниматься исследовательской работой.

1. Домашние лабораторные исследования.

Лабораторная работа «Определение коэффициента трения между поверхностями»

Приборы и материалы, безмен, сумка, книги. Порядок выполнения.

1.1. Положите книгу в сумку взвесьте её безменом.

1.2. Положите сумку на рабочую поверхность, зацепите её безменом и равномерно протащите несколько сантиметров, фиксируя показание безмена.

1.3. Исследуйте зависимость силы трения от веса. (Указание: показания безмена не забудьте умножить на 9,8 м/с2; лучше не менять пару трущихся тел; оптимально — книги в сумке, тащить по ковру).

1.4. Постройте график, измерьте погрешность.

1.5. В программе «Живая физика» создайте модель данного опыта. (Указание: поставьте тело на горизонтальную поверхность; приложив к телу силу, заставьте его двигаться; меняя массу тела, вы меняете и силу, прикладываемую к нему, до тех пор, пока ускорение тела не станет чуть-чуть больше нуля. Почему? Эта сила и будет приблизительно равна силе трения.)

1.6. Постройте график (можно две кривые на одном графике).

1.7. Сделайте выводы.

1.8. Дополнительное задание: исследуйте зависимость силы трения от свойств поверхности. Постройте график.

2. Проектно – исследовательская работа по теме «экспериментальное задание по расчёту экономической эффективности домашних электроизмерительных приборов»

«Электрический ток»

Проектная работа дома. Тема: «Экспериментальное задание по расчёту экономической эффективности работы домашних электроизмерительных приборов».

План

1. Введение.

2. Теоретическая часть.

2.1. Мировые тенденции в энергетике.

2.2. Анализ связи между доходами населения разных стран мира и потреблением электроэнергии.

3. Практическая часть.

3.2. Таблица исследуемых электроизмерительных приборов, их мощности и времени работы.

3.3. Расчёт работы каждого прибора: а) за час; б) за сутки.

3.4. Подсчёт общей работы всех приборов.

3.5. Расчётная стоимость электроэнергии в соответствии с выбранным интервалом времени.

3.6. Анализ работы приборов по электросчётчику. Сравнение её с расчётной.

3.7. Подсчёт КПД приборов.

4. Заключение.

4.1. Предложения по энергосбережению.

4.2. Анализ связи между доходами семьи и потреблением электроэнергии.

3. Самостоятельное изучение темы « Электрический ток в различных средах»

Урок 1. После объявления темы «Электрический ток в различных средах» объясняю ребятам, что они по группам будут работать над проектом: самостоятельно изучат ток в среде, а затем поделятся своими знаниями с одноклассниками. Ученики по желанию разделяются на группы. Я предлагаю обдумать, что они должны узнать по своей теме, какие вопросы им предстоит осветить в своей презентации. Для этого вспоминаем определение электрического тока, условия его существования и совместно перечисляем все среды, в которых может протекать ток. Обсуждаем вопрос о наличии носителей тока среде, о способе их образования и поведении. В беседе (её можно назвать мозговым штурмом) мы вместе выстраиваем план изучения этой темы:

1. Носители тока и способ их образования.

2. Поведение носителей при отсутствии и при наличии электрического поля.

3. Зависимость силы тока от напряжения в данной среде (вольт-амперная характеристика).

4. Зависимость проводимости от температуры и других условий.

5. Особенности протекания тока в данной среде.

6. Применение тока в данной среде в быту, науке и технике.

Все вместе решаем, какие «специалисты» должны присутствовать в группе. В случае затруднения я предлагаю выделить в группе информаторов, проводящих поиск по различным источникам, аналитиков, систематизирующих информацию, презентационную группу, которая будет готовить компьютерную презентацию, и руководителя - координатора всех работ. Затем каждая группа ребят распределяет обязанности между собой. В оставшееся время ученики изучают материал по учебнику.

Урок 2. К этому уроку члены группы уже самостоятельно, по учебнику, изучили свою тему, нашли дополнительную информацию и принесли её на урок. Теперь они совместно систематизируют информацию, обсуждают пункты плана, находят пробелы, разрабатывают идею презентации. Я прошу учеников обдумать, какие опыты они могли бы продемонстрировать. Например, показать работу лампы дневного света, принести в школу вакуумные и полупроводниковые приборы (лучше без корпусов), показать изменение сопротивления металлов при нагревании и техническое применение электролиза. Сообщаю ребятам критерии, по которым мы вместе будем оценивать их работу: полнота использованной информации, разнообразие источников; творческий и аналитический подход к работе; создание интереса к своей защите у одноклассников; наличие демонстрации; качество презентации; умение работать в группе; общее впечатление.

Урок 3. На этот урок ученики приходят с материалами для компьютерных презентаций. Лучше проводить урок в кабинете информатики, где каждой группе может быть предоставлен компьютер, но можно и поделить время пользования компьютером на все 5 групп (по 8 мин). Я работаю в основном с группой у компьютера, а также помогаю в подготовке проведения опытов. На этом же уроке ребята получают «шапку» таблицы, которую будут заполнять по ходу выступления своих одноклассников. Я рекомендую им по ходу своей защиты выделять данные. 

Урок 4. Это праздничный урок-презентация. На защиту каждой группе даётся 5-7 мин. После защиты выступающие отвечают на вопросы активных слушателей. Затем, по плану, должен был быть анализ таблицы: сравнить вольт-амперные характеристики, выделить достоинства и недостатки, например, полупроводниковых и вакуумных приборов и т.д.

4.Исследоветельская задача «звук в стакане»

«Звук в стакане»

 1. Обсуждение условия

• Выяснили происходящие процессы (растворение соли, колебания стенок стакана, распространение звука в среде).

2. Определение оборудования для опыта. (Стаканы, ложка, вода, соль, приемники звука: ухо — для регистрации на качественном уровне результатов опыта, микрофон, подключенный к компьютеру, работающему в программе «звуковой редактор» — для получения графиков количественных  характеристик звуковых колебаний.)

3. Составление плана эксперимента.

4. Подготовка эталонной установки.

• Выбор «эталона звука» для сравнения получаемых в опыте звуковых колебаний — хрустальный стакан с водопроводной водой комнатной температуры.

5. Ход эксперимента.

Исследование № 1.

Опыт 1. Получение звука от эталонной установки постукиванием ложечкой по стакану и его восприятие на слух. Получение графика этих колебаний через микрофон на экране монитора компьютера и запись его на лазерный диск.

Опыт 2. Изменили состав жидкости: в чистую воду добавили столовую ложку соли и вновь тем же способом, что в опыте 1, провели исследование: получили звуковые колебания и их график.

Результат: высота тона звука понизилась по сравнению со звуком от эталона, что зарегистрировано ухом и компьютером на графике.

Исследование № 2.

Опыт 3. Заменили хрустальный стакан стаканом из обычного стекла. Наполнили его чистой водой и получили звук постукиванием ложечкой по стенкам. Зафиксировали звук.

Опыт 4. Добавили в воду ложку соли. При ее размешивании постукивали ложкой по стакану, зафиксировали звук.

Результаты опытов 3 и 4: высота тона звука в опыте 4 ниже, чем в опыте 3. Исследование № 3.

Опыт 5. Вновь заменили стакан: взяли тонкостенный, химический огнеупорный. Повторили опыты 3 и 4.

Некоторые результаты опытов:

1) тон звука при добавлении соли в воду во всех случаях понижается;

2) понижение тона различно и зависит от материала, из которого изготовлен стакан;

3) более низкие звуки получены от стакана из обычного стекла, а более высокие — от хрустального;

4) эффект понижения тона звука практически исчезал после полного растворения соли.

5.0бъяснение результатов одного из опытов.

1. При растворении соли в воде содержащийся в ней воздух высвобождается. Скорость звука в воздуха меньше, чем в воде. Значит, скорость звука в воде с большим содержанием воздуха должна быть меньше, чем в воде, где воздуха мало. Так как частота колебаний пропорциональна скорости звука, то стакан с жидкостью, в котором много пузырьков воздуха, должен издавать звуки более низкой частоты, о чем свидетельствуют результаты опытов 2, 4.

6. Дополнительные исследования, расширяющие горизонты эксперимента.

1. Изучение влияния на высоту тона других веществ (не соли): кофе, сахара.

2. Исследование влияния температуры воды на наблюдаемый эффект.

3. Изучение влияния плотности раствора на изменение высоты тона звука (всыпали в стакан 1, 2, 3 ложки соли).

7. Итоги работы с учащимися.

В ходе работы над задачами учащиеся выполнили целый комплекс мыслительных операций (анализ, сравнение, индукцию), а также комплекс практических действий, сборку установок; ведение наблюдений, измерения, описание происходящих процессов в словесной и образной формах, изучали влияние изменения условий эксперимента на результат; подготовили компьютерные и текстовые иллюстрированные презентации, решение задач). Они также построили в первом приближении теоретическое объяснение эффектов, согласовав его с результатами эксперимента.

5.Экспериментальное задание.  

В центре города на площади стояла старинная башня. И вот однажды возникло опасение, что эта башня начала оседать. Организовали комиссию и поручили ей выяснить, оседает ли башня. Члены комиссии задумались: нужна какая-то неподвижная точка, чтобы проверить, опускается ли башня относительно этой точки или нет. А где ее взять? Правда, приблизительно в пятистах метрах от площади есть парк. В парке — скалы, которые не оседают. Но с этих скал башню не видно.

Задание: составить проект, позволяющий определить, оседает башня или нет.

Организация и проведение исследовательской деятельности учащихся.

                                                                         Подготовила учитель физики

                                                                         МОУ «Возовская средняя школа»

                                                                         Татаренкова Л.П.