Проектно-исследовательская деятельность на уроках физики
статья

            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.

Так же важно ознакомить 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.

          А также провожу:

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

Умения, нарабатываемые школьником в процессе проектирования формируют осмысленное исполнение жизненно важных умственных и практических действий. Иначе говоря, формируются составляющие познавательной, информационной, социальной, коммуникативной и других компетенций. К таковым, например, относятся:

• умение выявлять потребности в усовершенствовании предметного мира, в улучшении потребительских качеств вещей;
• умение понимать поставленную задачу, суть учебного задания, характер взаимодействия со сверстниками и преподавателем, требования к представлению выполненной работы или ее частей;
• умение планировать конечный результат работы и представлять его в вербальной форме;
• умение планировать действия, то есть распоряжаться бюджетом времени, сил, средств;
• составлять последовательность действий с ориентировочными оценками затрат времени на этапы;
• умение выполнять обобщенный алгоритм проектирования;
• умение вносить коррективы в ранее принятые решения;
• умение конструктивно обсуждать результаты и проблемы каждого этапа проектирования;
• формулировать вопросы и запросы о помощи (советы, дополнительная информация, оснащение и т, п.);
• умение выражать замыслы, конструктивные решения с помощью технических рисунков, схем, эскизов чертежей, макетов;
• умение поиска и нахождения необходимой информации самостоятельно;
• умение составлять схемы необходимых расчетов;
• умение оценивать результаты по достижению планируемого результата, по объему и качеству выполненного, по трудозатратам, по новизне;
• умение оценивать проекты, выполненные другими;
• умение понимать критерии оценивания проектов;
• умение защищать свой проект во время процедуры публичной защиты проектов;
• умение конструировать представления о профессиональной проектной деятельности, об индивидуальности проектировщика, проявляющейся в результате.

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

            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 видеоролика, 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, проектная  исследовательская деятельность формируют у учащихся целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыта самостоятельной деятельности и ответственности, что и обеспечивает современное качество образования и повышает качество преподавания предмета.