ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ШКОЛЬНИКОВ
учебно-методический материал

ОРГАНИЗАЦИЯ  УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ШКОЛЬНИКОВ

 Учитель физики МБОУ «СОШ№3»

 г.Партизанск Приморский край

 Шахова Л.П.

Важность организации учебно-исследовательской работы (УИР)   учащихся в настоящее время ни у кого не вызывает сомнения. При выполнении УИР учащимся предоставляется возможность применять свои умения и знания в новой ситуации, что способствует развитию мышления, более глубокому пониманию взаимосвязи изучаемых явлений, формирует исследовательские навыки. С другой стороны, разумно подобранные, с учетом уровня знаний и способностей учеников, учебно-исследовательские задания вызывают интерес у школьников и являются хорошим стимулом для мотивации изучения соответствующего предмета.

В настоящей работе описан опыт организации УИР школьников на уроках по физике при изучении нового материала и закреплении пройденного. В основу большей части таких уроков был положен  физический эксперимент. В ряде случаев на уроках при изучении нового материала использовался физический эксперимент, методика выполнения которого предварительно отрабатывалась небольшой группой учеников.

Наиболее эффективна особенно на начальных этапах обучения физики организация учебно-исследовательской работы вне школы: во дворе, в мастерской, в поле, на реке и т. д. Например, так можно организовать изучение темы "Силы ". Такая форма организации позволяет показать учащимся, что физические законы управляют повседневной жизнью человека. Следует отметить, что такая форма организации исследования наиболее трудна для учителя, так как необходимо держать в поле зрения  учащихся разных групп, расположенных на большой территории.

В классах с пониженным уровнем знаний проводятся фронтальные исследования. В этом случае организующая роль учителя наиболее значима. Для проведения исследований используется одна экспериментальная установка. Пример, "Исследование периода колебаний маятника". Ход работы, последовательность действий устанавливаются в процессе беседы с классом. Учащиеся активно привлекаются для выполнения отдельных операций: измерения величин, характеризующих объекты, их взаимодействие. Отсчет времени проводится каждым учащимся на своем рабочем месте, что позволяет отработать необходимость многократных измерений физических величин и вычисление среднего значения, закрепить понятие погрешности измерений. Многократно проделывая операции, учащиеся приобретают опыт обращения с оборудованием, уясняют логику в построении хода исследований и, в последствии, становятся способными провести работу в малых группах, проявив больше самостоятельности. После выполнения эксперимента учитель проводит обсуждение экспериментальных результатов, предлагает учащимся сформулировать наблюдаемые закономерности.  

В классах, где преобладают дети с ослабленным вниманием и памятью на переходном этапе, от фронтального исследования к исследованию в группах под руководством лидеров, исследовательская работа осуществляется в группах по 2 человека. Причем каждая группа получает один и тот же набор заданий и оборудования. Выводы учащиеся формулируют под руководством учителя после выполнения каждого мини задания. Таким образом, регламентируется ход работы, учащиеся получают навыки проведения исследовательской работы, вносится элемент соревнования, что стимулирует учащихся к выполнению заданий. Кроме того, поэтапное подведение итогов отвечает психологическим особенностям учащихся 7 – 9 классов. Примером подобного урока может служить урок по теме "Установление формулы периода колебаний нитяного маятника".

Организация УИР школьников при выполнении лабораторных работ, дающих право выбора пути решения и содержащих в себе элементы исследования, особенно эффективна при обобщении и повторении пройденного материала. Например, при повторении в 10 классе темы "Движение тела под действием нескольких сил" учащимся предоставляется возможность, используя имеющееся в их распоряжении оборудование, самостоятельно спланировать эксперимент для решения выбранной ими задачи. После выполнения задания учащиеся представляют результаты своей работы всему классу. Учитель в этом случае выполняет функции консультанта.

Уроки исследовательского характера можно проводить с использованием компьютерного моделирования различных процессов при изучении нового материала. Использование информационных технологий обучения позволяет организовать исследования в виртуальной лаборатории (например, по теме  "Искусственные спутники Земли"), получить графические представления процессов и явлений, которые либо малодоступны (например, "Графическое представление электрических полей", моделирование экспериментов по атомной и ядерной физике), либо требуют больших затрат времени (например, "Изопроцессы в газах").

Наиболее результативной при организации уроков с элементами УИР  оказалась групповая форма работы учеников с привлечением лидеров - учащихся, имеющих природный интерес к изучению окружающего мира.   Первые экспериментальные уроки в групповой форме с привлечением лидеров были проведены в 11 классе в январе 2008 года. На время проведения урока ученики были разделены на три группы. Каждая группа получила одно задание, содержащее три вопроса.  Третий вопрос во всех заданиях был экспериментальным; предлагалось из пяти возможных вариантов выбрать один метод измерения показателя преломления вещества и провести соответствующие измерения В конце урока представитель каждой группы выступил с презентацией полученных результатов. Положительная оценка такого способа проведения урока со стороны учеников, учителей и экспертов дала толчок к развитию и распространению этой формы урока в применении к другим классам. Данный эксперимент по исследованию эффективности использования работы учеников в малых группах был продолжен в 7 и 8 классах. Так, например, при ознакомлении на уроках в школе с механическим движением ученики сами подготовили эксперимент по исследованию характера механического движения. Для эксперимента были использованы стеклянные трубки диаметром 7 мм, наполненные водой с пузырьком воздуха; наклонный желоб, металлический  шарик и секундомер. Перед учениками была  поставлена задача, исследовать характер движения воздушного пузырька в трубке, наполненной водой, и металлического шарика, скатывающегося по наклонному желобу. Прежде всего, они должны были решить следующие вопросы:

1. Каков должен быть размер пузырька?
2. Выбрать угол наклона.
3. Выбрать интервал времени для отсчета пути, пройденного пузырьком.

На опыте ученики убедились, что очень маленький пузырек не всплывает. Чем больше угол наклона, тем пузырек быстрее движется. Для большей точности измерений полезно проводить отсчет пройденного пути через разные интервалы времени.

Для отсчета пути, пройденного пузырьком, использовалась линейка, на которую с помощью резиновых колец крепилась стеклянная трубка. Концы трубки, наполненной водой с пузырьком воздуха, затыкались пластилином. Измерение времени производилось с помощью секундомера. Результаты измерений заносились в таблицу, по ним строился график зависимости пройденного пути от времени и таким образом определялся характер движения.

Аналогичный эксперимент выполнялся по исследованию характера движения металлического шарика по наклонному желобу. В последнем эксперименте сравнивались пути, пройденные шариком за 0,5с., за 1с, за 1,5с. Моменты времени для выполнения измерений пути отсчитывались по метроному.

После того как была отработана методика выполнения данного эксперимента на занятиях факультатива, этот эксперимент был вынесен на урок в школе по изучению нового материала в форме учебно-исследовательской работы. Ученики, посещающие  факультатив, на данном уроке использовались в качестве лидеров малых групп.

Параллельно  с уроками в школе по определению массы вещества, на факультативных занятиях ученики путем взвешивания массы   круга и квадрата, изготовленных из разных материалов, определяли число π. При этом для измерения массы, наряду с обычными рычажными весами, использовались аналитические весы, сравнивалась точность полученных результатов измерений. Затем этот эксперимент в виде учебно-исследовательской работы был вынесен на урок в школе, где ученики, посещающие факультативные занятия опять использовались в качестве лидеров малых групп. По окончании урока представитель от каждой группы записал на доске в общую таблицу результаты измерений, полученные в его группе. Был сделан анализ причин разброса результатов измерений. Работа групп учеников, получивших наиболее точный результат, была оценена отличной отметкой.

Роль учителя при использовании данной формы организации УИР на этапе самостоятельных исследований учащихся сводится к координации их действий и оказании помощи. На этапе обобщения и подведения итогов урока роль учителя наиболее значима, так как от грамотного подведения итогов зависит формирование целостного представления учащихся об изучаемом явлении. При этом важно не навязывать ученикам готовый ответ, а подвести их к верному пониманию процесса и грамотной формулировке его закономерностей.

В зависимости от целей урока, его можно построить как урок по приобретению новых знаний ("Равномерное и неравномерное движение" 7 класс, "Законы постоянного тока" 8 класс), как урок по закреплению знаний ("Волновая оптика" 11 класс) и урок по применению знаний ("Законы геометрической оптики" 11 класс). На уроках по приобретению новых знаний и применению уже имеющихся знаний лидеры заранее не выполняют задания, предлагаемые на уроке, но они уже приобрели навыки работы с оборудованием, применяемым на уроке, на факультативных занятиях.  

Результаты психологического обследования показали, что использование рассмотренных выше форм организации учебно-исследовательской работы школьников при обучении физике повышает степень заинтересованности учеников в выполнении заданий. Учащиеся приобретают навыки работы в группах, при этом повышается уровень самоорганизации, создаются благоприятные условия для взаимного обучения.