Исследовательский подход в обучении физики

Кобычева Татьяна Николаевна,
учитель физики МБОУ «Козьминская СШ»
Ленского района, Архангельской области

Исследовательский подход в обучении физики

Исследовательский подход в обучении не является новым педагогическим явлением. В России идея его использования была впервые выдвинута во второй половине XVIII века, однако более 100 лет потребовалось, чтобы она стала востребована педагогическим сообществом. Исследовательский подход в обучении - это путь знакомства учащихся с методами научного познания, важное средство формирования у них научного мировоззрения, развития мышления и познавательной самостоятельности.
К функциям исследовательского подхода в обучении относятся: воспитание познавательного интереса; создание положительной мотивации учения и образования; формирование глубоких, прочных и действенных знаний; развитие интеллектуальной сферы личности; формирование умений и навыков самообразования, то есть формирование способов активной познавательной деятельности; развитие познавательной активности и самостоятельности.
Содержательную основу исследовательского подхода в обучении составляет взаимосвязь между содержанием изучаемого материала, методами и формами обучения, организационными формами учебной работы. Процессуальную основу его составляет научно-образовательная, поисково-творческая деятельность, способствующая организованному усвоению опыта творческой деятельности и творческому усвоению и применению знаний.
Исследовательский подход в обучении помогает школьнику увидеть гармонические связи между разрозненными явлениями и фактами, картину природы как связного целого. Ведущими в составе исследовательского подхода в обучении являются индуктивный и дедуктивный, эвристический и исследовательский методы.
Исследовательский подход к обучению требует использования приема планирования. Ученическое исследование включает в себя ряд обязательных этапов:
1) определение темы исследования, ее формулировка;
2) выделение вопросов, рассмотрение которых позволит достаточно полно раскрыть исследуемую проблему;
3) составление списка литературы, подлежащей обязательному изучению;
4) изучение литературы;
5) сбор фактического материала.
При организации ученических исследований необходимо учитывать, что последний этап, то есть сбор фактического материала, имеет свои особенности при проведении исследования по предметам гуманитарного и естественно-научного циклов, что обусловлено спецификой каждого предмета. Ученическое исследование по предмету гуманитарного цикла требует широкого изучения первоисточников, привлечения архивных данных и краеведческих материалов. Исследование по предметам естественно-научного цикла предполагает чаще всего проведение теоретического или практического эксперимента.
Развитию у учащихся навыков исследовательской деятельности способствуют педагогические ситуации, в которых школьник должен защищать свое мнение, приводить в его защиту аргументы, доказательства, факты, выяснять непонятное, углубляться в осмысление знаний. В ходе выполнения заданий исследовательского характера от учащихся требуется умение систематизировать и анализировать информацию, полученную из разнообразных источников, обобщить факты, явления, делать выводы, используя сравнительную оценку изучаемых фактов, явлений и событий, проводить экспериментальную проверку.
Применение методов научной деятельности в процессе учебного познания ставит ученика на доступном для него уровне в положение, требующее не только усвоения готовых знаний, но самостоятельного исследования: познавательная деятельность школьника приближается к исследовательской деятельности ученого. И пусть ребята не сделают новых открытий, но они повторят путь ученого: от выдвижения гипотезы до ее доказательства или опровержения. Субъективная новизна ученического исследования не умаляет его значения для развития познавательных сил и формирования активной жизненной позиции школьника. Именно исследовательский подход в обучении делает учащихся творческими участниками процесса познания, а не пассивными потребителями готовой информации.
С высказыванием: «Ученик не сосуд, который надо наполнить, а факел, который надо зажечь», конечно, согласна. Но чтобы факел горел ярко необходимо «горючее», которое поддерживало бы процесс горения, а таким «горючим» может быть желание и умение учиться. «Чем больше школьников овладели навыками умственного труда, тем меньше они выражали нежелание учиться» считал В.А. Сухомлинский, но важно помнить, что «Научить нельзя, можно научитьСЯ». И поэтому главном в работе учителя становиться не то, что он расскажет и покажет, какие даст задания и как проконтролирует их выполнение, а то, как он учит умениям и навыкам рационально учиться. Учить других чему-нибудь значит показать им то, что они должны делать, чтобы научиться тому, чему их учит. И поэтому на уроках стараюсь научить каждого ученика научиться добывать знания. Знания можно добыть, а умение мыслить навсегда остаётся с человеком. Поэтому деятельность учащихся организую следующим образом:
переход с позиции носителя знаний на позицию организатора познавательной деятельности,
организую самостоятельную и творческую учебную деятельность на уроке,
использую коллективные, групповые и индивидуальные способы учебной деятельности,
организую работу учащихся с источниками знаний,
создаю ситуацию успеха,
развитие индивидуальных особенности учащихся, в первую очередь их умственные и специальные умения, мыслительные приемы и логические операции.
Нравится, когда у подростка загораются глаза, если он нашёл правильное решение, решил сам несколько задач за урок или смог вывести формулу! Радость, которую он испытывает, побуждает его к новым победам, и наоборот, когда зачет или контрольная плохо написаны, обидно, что затраченные усилия не увенчались успехом. Каждый учитель хочет, чтобы его ученики усвоили содержание изучаемого предмета: понятия, законы. Усвоили – значит, научились применять их при решении задач. Следовательно, цель, которую ставит перед собой учитель это научить учащихся приобретать знания (организовать эту деятельность), довести её до автоматизации (дать алгоритм).
Процесс обучения подобен восхождению по ступеням лестницы: первая ступень усвоение знаний о мире, вторая усвоение знаний о способах стереотипной деятельности, третья формирование опыта стереотипной деятельности и, наконец, четвёртая формирование опыта творческой деятельности.
У. Глассер утверждал, что: «Мы усваиваем...»:
10% от того, что мы читаем;
20% от того, что мы слышим;
30% от того, что мы видим;
50% от того, что мы видим и слышим;
70% от того, что мы обсуждаем с другими;
80% от того, что мы пережили сами;
95% от того, чему мы научили другого.
Первые четыре позиции из «Мы усваиваем.» в основном обусловлены работой органов чувств и рефлекторной обработкой информации, поступающей через наши «окна в мир» в мозг. Последние три связаны с процедурой извлечения информации из долговременной памяти, её организацией и структурированием, осмыслением и установлением связей. А это «за ученика» никто не может сделать, даже самый лучший учитель! Следовательно, постоянная активность ученика на уроке необходимое условие современного учебного процесса. Именно мы, учителя, на уроке должны обеспечить ученику возможность действовать, говорить, обсуждать, задавать вопросы, отвечать на них и т.п. Вот в таком процессе можно надеяться на достижение планируемых результатов. Информация будет осмыслена и понята учеником и сможет стать основой определённых практических действий. Задача учителя состоит в том, чтобы создать условия для того, чтобы ученик научился учиться. «Чем больше школьников овладели навыками умственного труда, тем меньше они выражали нежелание учиться» считал В.А. Сухомлинский.
От мыслительных умений к исследовательским навыкам.
Обучение учащихся началам исследовательской деятельности возможно и вполне осуществимо через урок, дополнительное образование, защиту проектов и рефератов, научно-образовательную и поисково-творческую деятельность при систематическом применении исследовательского подхода в обучении. Очень важно учитывать, что процесс обучения началам научного исследования представляет собой поэтапное, с учетом возрастных особенностей, целенаправленное формирование всех компонентов исследовательской культуры школьника:
1) мыслительных умений и навыков: анализ и выделение главного; сравнение; обобщение и систематизация; определение и объяснение понятий: конкретизация, доказательства и опровержение, умение видеть противоречия;
2) умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации;
3) умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи;
4) специальных исследовательских умений и навыков (в старших классах).
Физика является одним из предметов, развивающих логическое мышление. Следовательно, её изучение должно быть соотнесено с этапами развития мыслительной деятельности человека. Выявление склонностей ребёнка – процесс очень сложный, до конца жизни человек не всегда может дать однозначный ответ, какого оно, его истинное призвание.
Именно учитель создаёт атмосферу, которая может вдохновить ученика, или наоборот, разрушить уверенность в себе, поощрять или подавлять интересы, развивать или игнорировать способности, развивать или тормозить творческое начало, стимулировать или выхолащивать критическую мысль, облегчить или тормозить успехи. Важнейший элемент мастерства учителя – индивидуальный подход к одарённым детям, умение предложить им такие виды деятельности, которые бы отвечали их запросам и способностям. Стараюсь показать ребятам богатство не только человеческих знаний, но и отношение чувств. Даю им возможность пережить радость собственного открытия какой – либо истины, факта, закона. Стараюсь приобщить учеников к культурным ценностям, развить их любознательность и творчество.
Сегодня отмечают резкое ухудшение памяти учеников. Дети испытывают серьёзные трудности при заучивании стихов, правил, формулировок и определений. Значит, современному учителю нужно научиться распознавать что стало причиной того, что ученик не помнит ранее изученного: не усвоил информацию? не сумел сохранить её? не умеет повторно извлекать информацию из долговременной памяти? А как этому научиться? Если любая вещь имеет в вашем доме вполне определённое место, то вероятность отыскать её (даже среди очень большого числа других вещей) весьма велика. Значит, нужно научить детей каждое новое сведение помещать в «свой файл», «папку». А «папки» размещать на своих «полках» и т.д. Но это и означает: нужно учить ребёнка преобразовывать информацию в знание. Такое знание будет личностно - значимый, никто из них не спросит: «Зачем мне это». «Это» будет не тем «багажом, который ребёнок унесёт с собой из школы, а тем «фундаментом», который он заложил сам и который будет всегда «под рукой». Этот «фундамент» никогда не устареет (в отличие от информации, которая сразу устаревает, как только становится элементом «фундамента»), его можно надстраивать во всех направлениях и в разное время. Таким образом, в школе ХХI в. ребёнка нужно учить тому, чему он (никогда или весьма вероятно) не учится сам из отдельных сведений, которые он получает из самых разнообразных источников, создавать знание. И если мы будем действовать «правильно», то предметное знание займёт свое место в «фундаменте», т.е. будет использоваться учеником в дальнейшем.
Чтобы ученик научился работать с учебником и другой учебной литературой, на уроках использую следующие виды работы:
1) найти в тексте учебника ответ на поставленный вопрос;
2) выделить главную мысль в прочитанном абзаце и изложить ее своими словами;
3) самостоятельно разделить текст на части, озаглавить их, составить план параграфа, составить рассказ по плану;
4) составить план к рассказу учителя (ответу ученика);
5) составить по рисунку задачу, рассказ о физическом явлении;
6) рассказать по таблице об устройстве и принципе действия прибора;
7) прочитать параграф и составить рассказ о физическом явлении, величине, приборе по обобщенному плану, предложенному учителем;
8) сопоставить изложение одних и тех же вопросов в разных учебных пособиях;
9) составить вопросы к тексту для взаимоконтроля;
10) подготовить сообщение по теме.
Об уровне сформированности умений и навыков самостоятельной работы с учебной литературой можно судить по выполнению заданий:
Задания 1 и 2 дают возможность выяснить, насколько внимательно и вдумчиво вчитываются учащиеся к текст, умеют выделять главное.
Задания 3 в 4 дают возможность судить, как дети умеют разделять текст на законченные смысловые части, делать точные и краткие заголовки к каждой.
Задания 5-7, 10 дают наглядное представление о развитии логического мышления, о способности к творчеству, о развитии речи.
Задание 8 позволяет выявить уровни сформированности таких мыслительных операций, как анализ, синтез, сравнение, сопоставление, развитие творческого мышления учащихся.
Задания 9 позволяют судить о критичности ума.
Информация о стереотипной деятельности представляет собой описание необходимых исполнительных действий ученика на всех этапах решения задачи: при восприятии условия задачи, извлечении из условия заданных параметров, выполнении расчётной схемы, составлении алгоритма решения и проверке результатов решения.
Известно, что обучение способам деятельности начинается с показа последовательности операций, детального инструктажа, с примеров, поясняющих, как применять правило. Но единственная типовая задача демонстрирует только единичный случай его применения. Для создания полноценных знаний о способах деятельности нужна система знаний по методике решения задач. Только тогда возможно движение с наиболее оптимальной для каждого ученика скоростью. Решение задач имеет большое значение для конкретизации знаний, способствует более глубокому и прочному усвоению физических законов, развитию логического мышления, сообразительности, инициативы, развивает самостоятельность в суждениях. Без решения задач курс физики не может быть усвоен. «Задачи должны не только и не столько способствовать закреплению знаний, тренировке в применении изучаемых законов, сколько формировать исследовательский стиль умственной деятельности », так считали Э. Резерфорд, А. Эйнштейн. При разборе задач на занятиях акцентируется внимание на прочтении и осмысливании условия. Затем конструируется модель, посредством которой можно будет рассмотреть явление или протекающий процесс. После чего анализируются связи, через которые осуществляется взаимодействие в системе, отбрасываются те факторы, которыми при рассмотрении данной ситуации разумно будет пренебречь. И только на последнем этапе осмысления условий задачи выбираются законы, которые охватывают собой данную физическую ситуацию. В затруднительных случаях он либо задаст вопрос, либо, начав решать, ошибётся. Вот здесь роль учителя заключается в том, чтобы дать ответ не в чистом виде, а таким образом, что вынуждает ребёнка рассуждать. А на ошибку в рассуждениях укажет как на несогласованность создаваемой модели с условиями, оговорёнными в задаче, или с законами физики, апеллируя при этом к знаниям учащегося. Учитель ни в коем случае не должен думать за ученика, рассуждать за него, принимать решения. Если ребёнок затрудняется при разборе задачи, то в этом случае учитель начинает делиться с ним опытом решения задач. Делает это малыми порциями, каждый раз обращаясь к ученику, побуждая его мыслить. Через разрешение малых проблем вместе удастся решить задачу целиком. Информация о стереотипной деятельности представляет собой описание необходимых исполнительных действий ученика на всех этапах решения задачи: при восприятии условия задачи, извлечении из условия заданных параметров, выполнении расчётной схемы, составлении алгоритма решения и проверке результатов решения. Причина медленного формирования опыта решения задач в том, что образцом решения служит одна единственная типовая задача. Известно, что обучение способам деятельности начинается с показа последовательности операций, детального инструктажа, с примеров, поясняющих, как применять правило, и т.п. Но единственная типовая задача демонстрирует только единичный случай его применения. Для создания полноценных знаний о способах деятельности нужна система знаний по методике решения задач.
Пять затруднений, которые испытывает ученик при решении задач:
понять условие задачи;
извлечь из условия задачи всё, что в нём дано для решения;
составить расчётную схему, т.е. чертёж, который в условных обозначениях даёт наглядное представление об условии задачи;
составить план решения, т.е. такую цепь уравнений и равенств, чтобы последовательное их решение привело от заданных величин к искомым;
составить сводное равенство для вычисления искомого, произвести вычисления и проверить результат.
Для учеников это не пять проблем, а пять больших групп проблем. Из-за них-то задача и не решается.
В условии задачи ученику необходимо найти всё, что включают в себя уравнения и равенства будущего решения. Но ученик этого решения ещё не знает, он ещё только знакомится с задачей. Следовательно, по событию, описанному условием задачи, ученик может определить нужный раздел физики, а затем планомерно искать в условии параметры, входящие в уравнения этого раздела. Нужен именно планомерный поиск, а не простое сопоставление списка того, что дано в условии и что требуется определить. План поиска нужных параметров можно дать сразу. Но гораздо продуктивнее составить его постепенно в результате анализа группы близких по условию задач. Продуктивнее, т.е. ученики быстрее воспринимают и осознают новое, лучше запоминают необходимую информацию, активнее приобретают первый личный опыт.
В своей работе использую следующие формы организации работы учащихся при решении задач:
1. Коллективное решение задач:
- Решение учителем у классной доски (учитель ставит вопросы и, таким образом, задача решается от начала до конца; реже по готовой записи на доске, четко и не спеша, учитель рассказывает решение задачи.) Ребята ничего не записывают, так как продуктивность восприятия при ведении записей резко падает. После разбора задачи ученики воспроизводят записи с доски в тетрадь.
- Решение задачи учениками под руководством учителя (учитель ставит вопросы, ученики отвечают на них, делая соответствующие записи в тетради).
2. Индивидуальное решение задач.
Предлагаются несколько задач разной степени сложности, ученик сам выбирает задачи для решения по силам.
Грамотный подхода к решению задач:
Ученик внимательно читает условие задачи целиком.
Внимательно вчитывается в отдельные последовательные фрагменты условия задачи.
По ходу повторных (иногда неоднократных) прочтений условия зарисовывает схематически модель исходной ситуации, которую нужно проанализировать.
Анализирует поведение системы в оговорённых задачей условиях.
Дополняет модель элементами развития (перехода).
Делает на схеме поясняющие символьные обозначения, которые в последующем будет использовать для описания модели в виде символьных записей (законов, определений).
Уточняет все возможные допущения к решению задачи.
Описывает физическую ситуацию исходя из понимания применимости к ней тех или иных конкретных законов и определений, даёт обоснование их использованию.
Необходимые действия ученика на всех этапах решения задачи:
Восприятие условия задачи
Извлечении из условия заданных параметров
Выполнении расчётной схемы
Составлении алгоритма решения
Проверка результатов решения.
Роль физического эксперимента в исследовательской деятельности учащихся.
“Искусство экспериментатора состоит в том, чтобы уметь задавать природе вопросы и понимать её ответы. “
М. Фарадей
Физика- это наука экспериментальная, в том смысле, что основные законы природы, изучением которых она занимается, устанавливаются на основании данных эксперимента. Экспериментальная физика - увлекательная работа для учащихся. Её методы позволяют понять и объяснить, а во многих случаях и открыть новые явления природы.
Эксперимент- это отражение научного метода исследования, постановка опытов и наблюдений. Изучение явлений на основе физического эксперимента способствует формированию научного мировоззрения учащихся, более глубокому освоению законов, повышает интерес у нас, школьников, к изучению предмета. Каковы же функции учебного физического эксперимента в процессе формирования понятий у нас, учащихся, Формирование физических представлений и изучение ими конкретных явлений осуществляются при непосредственном участии учебного физического эксперимента. Место физического эксперимента в этом процессе позволяет определить функциональная модель, состоящая из двух взаимосвязанных элементов-функций.

Первая функция учебного физического эксперимента заключается в создании чувственно-наглядных образов, которые являются материалом для дальнейшего обобщения.
Вторая функция школьного эксперимента состоит в создании практических проблемных ситуаций, при которых, учащиеся, могли бы осуществить более или менее самостоятельно процесс восхождения от абстрактного к конкретному. Ко второй группе относится эксперимент, который максимально приближен к реальным практическим ситуациям. Выполнение таких заданий приводит к познанию конкретного в полном его богатстве, формирует ценные практические умения, создаёт представление о сложности и разнообразии реального мира.
Современная экспериментальная физика использует очень сложную и дорогостоящую технику, сосредоточенную в крупных научных институтах и лабораториях. Но простые, и тем не менее увлекательные опыты можно поставить и у себя дома, перефразируя известную поговорку, что “ лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать” можно сказать, что лучше один раз самому провести эксперимент, чем многократно прочитать о нём. Ученик убеждается, что проведение опытов дело интересное и увлекательное. Опыты можно разнообразить и расширить, и тогда это уже будет настоящим научным исследованием!
Любое исследование базируется на общем алгоритме и строится по плану, включающему в себя четыре основных момента: формулировку задачи исследования, планирование эксперимента, работу с экспериментальной установкой и, наконец, получение, и анализ результатов:
1. Первичное знакомство с явлением, заключается в актуализации имеющихся знаний на основе бытовых наблюдений и информации из различных источников. Сбор фактов по принципу ассоциативных связей.
2. Формулировка задачи исследования, включает в себя построение интуитивной модели явления. Устранение привходящих факторов и выделение существенных признаков. Вербализация проблемы. Что мы можем исследовать?
Выдвижение гипотез. От каких причин может зависеть исследуемая величина? Последовательно рассматриваются все существенные признаки явления и выдвигаются предположения о возможном их изменении.
3. Планирование эксперимента – это мысленное конструирование экспериментальной установки и условий проведения эксперимента для проверки каждой гипотезы. Вычленение для каждого опыта величин, подлежащих сравнению (или измерению). Конструирование или выбор прибора для проведения сравнения (измерения). Определение последовательности действий. Определение интервала между измерениями.
4. Работа с экспериментальной установкой заключается в отбор необходимого оборудования. Создание экспериментальной установки. Проведение необходимых измерений (сравнений).
5. Анализ результатов исследования предполагает формулировку вывода для каждого опыта и общего вывода по результатам всего исследования.
6. Закрепление материала, т. е. работа с учебной и дополнительной литературой, справочными материалами.
Выполнение опытов и наблюдений в домашних условиях является важным дополнением ко всем видам экспериментальных и практических работ, проводимых в школе. Домашние опыты и наблюдения приучают учащихся, к исследовательской работе, рождают творческую мысль и развивают способность к изобретательству, внимание, настойчивость и аккуратность.
Домашние опыты учащиеся, выполняем охотнее, чем другие виды домашнего задания.
Алгоритм планирования и проведения наблюдений и экспериментов.
Важной частью преподавания физики является формирование у школьников научного подхода к познанию окружающего мира. Как известно, период полураспада конкретных знаний равен пяти годам, поэтому важно научить школьников самостоятельно добывать информацию о простейших явлениях природы, используя наблюдения, опыт и размышления. Из педагогики и психологии известно, что восприятия ученика в возрасте 12-14 лет - чувственно-конкретные, а значит, демонстрационный эксперимент даёт гораздо меньше пищи к размышлению, чем эксперимент, поставленный самим учащимся в домашних или лабораторных условиях. Поэтому девизом обучения считаю – обучение через деятельность. «Я УСЛЫШАЛ И ЗАБЫЛ, Я УВИДЕЛ И ЗАПОМНИЛ, Я СДЕЛАЛ И ПОНЯЛ».
Ученикам предлагаю следующие алгоритмы:
1. Планирование и проведение наблюдений.
Наблюдение и осмысление цели наблюдения.
Выделение предмета наблюдения.
Разработка плана наблюдения.
Выявление условий для наблюдения.
Выбор формы записи наблюдаемого явления.
Выявление основных признаков явления.
Анализ результатов наблюдения с формулировкой выводов и их записью.
2.Планирование и проведение эксперимента.
Сделай предположение о возможных результатах эксперимента, сформулируй цель.
Выясни условия достижения поставленных целей.
Составь мысленную схему проведения эксперимента.
Последовательно осуществи все этапы эксперимента.
Проведи необходимые измерения, зафиксируй результаты.
Проверь точность полученных результатов и сравни полученный результат с предполагаемым.
Сформулируй вывод.
Свяжи эксперимент с изученными явлениями, теориями, законами.
3. Проведение измерений.
Выдели величины, которые надо измерить
Выбери необходимый для измерения прибор.
Определи у прибора нижний и верхний пределы измерений, а также цену деления.
Выясни условия правильного отсчёта показаний.
Проведи измерения и запиши их результаты.
Определи погрешности измерений.
Перечисленные алгоритмы действий по формированию естественно – научных умений наиболее эффективно могут быть использованы в ходе простого эксперимента. Домашние опыты проводятся с применением подручных средств, а не специального школьного оборудования, что существенно, ведь в жизни учащимся придётся встречаться с различными практическими задачами, которые не всегда похожи на учебные, классные. Домашние эксперименты способствуют выработке навыков самостоятельного планирования опытов, подбора оборудования, формируют умения познавать окружающие явления, рассматривая их в новой ситуации.
Цель простых экспериментальных заданий заключается не только в том, чтобы вызвать удивление школьников, пробудить мысль, призвать к самостоятельному размышлению. Главное – это систематически укреплять интерес к физике. Ценно, что ребята сами дают объяснения опытов, и не важно. Если ученик на первых порах делает это не правильно или не совсем точно. Важно, что он старается сам разрешить задачу. В связи с этим уместно вспомнить слова П.Л.Капицы: «Пусть лучше будет десять неверных идей, чем ни одной»
На уроках физики учащимся предлагаю следующие экспериментальные домашние задания:
7 класс.
Измерения своего роста утром и вечером, сравнение этих результатов.
Проверка правила Леонарда да Винчи.
Измерить среднюю длину своего шага и определить с его помощью расстояние.
Изготовить мензурку для домашних опытов.
Вылепить молекулы воды из пластилина.
Определить скорость минутной и секундной стрелок.
Определить плотность мыла и картофеля.
Определить вес воздуха в вашей комнате.
Рассчитайте мощность, которую вы развиваете, поднимаясь с первого этажа на второй.
Определите массу линейки с помощью монет и маленькой опоры.
Предложите метод определения диаметра собственного волоса.
Измерьте скорость воды у берегов реки.
Изготовьте рычажные весы из спичечных коробков.
Определите давление собственного тела на пол.
Определите своё давление на снег, когда вы стоите на лыжах.
Изготовьте прибор для проверки закона Паскаля.
8 класс.
1.Вырастите кристалл поваренной соли.
2.Изготовьте теплоприёмник.
3.Определите сколько времени сохраниться ваше мороженное в пуховом платке.
4.Определите время полного таяния льда в фольге, бумаге, в вате.
5.Найдите материалы в своей квартире, которые наиболее хорошо электризуются трением.
6.Изготовьте две гильзы из алюминиевой фольги и научитесь сообщать им заряды.
7.Найдите способ и определите заряжен ли экран вашего телевизора.
8. Нетрадиционные источники тока.
Именно исследовательская работа школьников доказывает: ребята мыслят оригинально, недогматично, предлагают новые смелые решения проблем. А это – необходимое качество учёного, человека, смотрящего на мир творческим взглядом. Творческие работы учащихся индивидуальны, в каждой виден характер ребёнка, его отношение к миру. Необходимо помочь детям обрести психологическое равновесие, почувствовать и осознать стремление души, научить устанавливать гармонические взаимоотношения с миром и людьми. Это формирует лучшие качества личности, развивает творческое воображение.
При практической реализации исследовательского подхода в обучении необходимо применять разнообразные формы учебной работы. Индивидуальная работа представляет собой выполнение учебного задания каждым учеником самостоятельно, в соответствии со своими индивидуальными возможностями, без взаимодействия с другими учениками. В процессе выполнения индивидуальных работ у учащихся развивается самостоятельность, целеустремленность в учебно-познавательной деятельности и в решении учебно-практических задач; формируется ответственность, деловитость, готовность преодолевать трудности, потребность самостоятельно пополнять знания, заниматься самообразованием, самовоспитанием; стремление целенаправленно пользоваться научно-популярной, справочной литературой, словарями, энциклопедиям.
Доказано, что индивидуальные самостоятельные работы занимают особое место в практической реализации исследовательского подхода в обучении: опережающие домашние задания невозможны без самостоятельной индивидуальной работы учащихся. Результаты опережающих домашних заданий оформляются как доклады, рефераты, альбомы, рецензии, проекты, которые используются учащимися при выступлениях на семинарах и диспутах.
Исследовательский подход в обучении предполагает введение общих и частных методов научного познания в процесс учебного познания на всех его этапах: от восприятия до применения на практике. Практически это достигается через введение в содержание изучаемого материала фактов из истории науки и ее современного состояния, а также информации, знакомящей учащихся с методами научного познания соответствующей науки. Таким образом, происходит демонстрация технологического применения законов физики и других наук.
Исследовательская деятельность, организуемая учителем на уроке, оказывает самое прямое воздействие на внеклассную работу по предмету. Известно, что на уроке не всегда предоставляется возможность обстоятельного и углубленного осмысления фактов, явлений и закономерностей. Логическим продолжением урока или серии уроков по теме может стать какая-либо форма научно-образовательной, поисково-творческой деятельности во внеурочное время.
Структура содержания исследовательской работы
В любой исследовательской работе, как правило, выделяют три основных раздела: введение, основная часть и заключение.
Во введении необходимо обосновать актуальность проблемы исследования. На основании актуальности нужно определить объект и предмет исследования. Далее, исходя из объекта и предмета, формулируется цель исследования, а на основании цели определяются его задачи.
Объект исследования  это процесс, явление и т.п., которое исследуется, а предмет  часть объекта, которую можно преобразовать так, чтобы объект изменился. Другими словами, в предмете исследования указывается то, чему оно посвящено.
Определение цели и задач исследования зачастую вызывает значительные трудности. Цель исследовательской деятельности обычно формулируется кратко, одним предложением, а затем детализируется в задачах. Последовательное решение каждой задачи в ходе исследования, по сути, является отдельным его этапом. При формулировании цели могут использоваться глаголы «доказать», «обосновать», «разработать». Последний глагол следует употреблять в том случае, если конечный продукт исследования получит материальное воплощение, например видеофильм, действующая модель или макет чего-либо, компьютерная программа и т.п. При формулировании задач целесообразно применять глаголы «проанализировать», «описать», «выявить», «определить», «установить». Задач исследования не должно быть слишком много. Оптимальное их количество  три–пять.
Задачи исследования определяют его методы и методики, то есть те приемы и способы, которыми пользуется исследователь. К ним относятся как общие методы научного познания, такие как анализ, наблюдение, измерение, сравнение, эксперимент, моделирование и др., так и специальные методы. Примерами специальных методов исследования могут служить метод меченых атомов, статистический и термодинамический метод, спектральный анализ (используется в физике и химии), методы интервалов и математической индукции (используется в математике). В гуманитарных науках в качестве методов исследования весьма активно применяются тестирование, анкетирование, интервью.
Основная часть исследования содержит обзор источников по проблеме исследования, описание его этапов и процесса.
В заключении исследовательской работы автор перечисляет результаты, полученные в ходе исследования, и формулирует выводы. Причем результаты должны находиться в логической связи с задачами исследования, а выводы  с целью. Так, если задачи исследования сформулированы словами «проанализировать», «описать», «выявить», «определить», «установить», то результаты приводятся в следующей форме: «В ходе данного исследования был проведен анализ, выявлено, определено, установлено». Выводы, согласуясь с целью исследования, формулируются приблизительно в такой форме: «На основании результатов данного исследования доказано (обосновано, разработано)».
Таким образом, все вышесказанное позволяет выявить логическую взаимосвязь и взаимообусловленность цели, задач, результатов и вывода (см. схему); последовательность изложения материалов исследования, а также выбрать необходимые для этого методы исследовательской деятельности.
Логическая взаимосвязь цели, задач, результатов и вывода


Наиболее перспективным видится метод проектно-исследовательской деятельности учащихся. Как отмечают многие отечественные педагоги и психологи, проектная деятельность учащихся это совместная учебнопознавательная, творческая или игровая деятельность, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности. Спецификой учебной проектно-исследовательской деятельности является ее направленность на развитие личности, а не на получение объективно нового научного результата. Проект является привлекательной для учащихся оригинальной формой работы, способствует формированию положительных мотивов учебной деятельности, прививает детям умение ставить перед собой цели и реализовывать их. Мотивами могут выступать потребности, интересы, установки, идеалы, влечения, эмоции. Выполнение проекта требует инициативного, самостоятельного, творческого решения школьником выбранной проблемы, а сама проектная деятельность имеет в основном продуктивный характер.
Проект учит школьника мобилизовать, обобщать и интегрировать свои знания и умения, получать в ходе выполнения задания значительно больше знаний, чем дает урок.
Основные особенности организации проектной работы в процессе обучения физике на завершающем этапе средней общеобразовательной школы.

Необходимыми требованиями к использованию проектной методики при обучении физике являются:
1) наличие личностно значимой в исследовательском, творческом плане проблемы
2) практическая, теоретическая значимость предполагаемых результатов;
3) самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся на уроке или во внеурочное время;
4) структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов и распределением ролей);
5) использование исследовательских методов, предусматривающих определенную последовательность действий (алгоритм проведения проектной деятельности):
- выдвижение гипотезы их решения;
обсуждение методов исследования (статистических, экспериментальных, наблюдений и пр.);
- обсуждение способов формирования конечных результатов (презентаций, защиты, творческих отчетов, просмотров)
- сбор, систематизация и анализ полученных данных;
- подведение итогов, оформление результатов, их презентация;
- выводы, выдвижение новых проблем исследования.
Заниматься исследовательской работой начинаю с учащимися 7-8 классов. Исследовательскую работу начинаю с творческих домашних заданий, в основе которых по мимо традиционных (изготовление дидактических карточек физических величин, составления задач); использую задания на изготовление простейших физических приборов, выполнение экспериментальных домашних заданий. Выполненные творческие задания могут вырасти в исследования, над которыми ученик будет работать ни один год.
Считаю, что творческие задания пробуждают интерес к предмету физике, а если за ним следует физический эксперимент, то учащиеся приобретают навыки исследовательской работы. Занятия исследовательской работой способствуют развитию общеучебных навыков, развитию мышления, речи, экспериментальных навыков, умению лаконично излагать свои мысли на бумаге, развивают коммуникативные умения.
Работу с учащимися по формированию исследовательских навыков строю так, что в каждом классе идёт поэтапный процесс обучения началам исследования.
7 класс:
Формирование интереса к физике
Клуб «Почемучка»
Умение работать с учебной литературой
Решение экспериментальных заданий
8 класс:
Методы научного познания
Умение работать с научной литературой
Экспериментальные исследовательские задания
9 класс:
Индивидуальная исследовательская работа
Структура исследовательской работы
10, 11 классы:
Систематизация знаний, проектно – исследовательская работы
Заниматься исследовательской деятельностью в области физики учащиеся нашей школы, под моим руководством, начали с 1998 года. До этого, конечно, тоже были творческие работы учащихся: писали сочинения, составляли кроссворды, ребусы, дидактические карточки физических величин, готовили сообщения на семинары и конференции. Но эти все работы носили эпизодический характер, и даже если работа носила исследовательский характер, она «замыкалась» в рамках предмета физики, т. к. не было выхода её на широкий круг публики, разве, что она могла вылиться в экзаменационный реферат.
С 1998 года в нашей школе регулярно проводятся Ломоносовские чтения. Первые выступления учащихся были связаны с деятельностью М.В. Ломоносова (ученица Парилова Т. провела теоретическое исследование научной деятельности Ломоносова в области физики и астрономии). Вторые Ломоносовские чтения были посвящены работам учащихся по краеведческому материалу. Кобычева А. выступила с исследовательской работой «Поэзия Леонтьевой С. В. на уроках физики», в которой рассказала о жизни и творчестве человека живущего рядом с нами, о местном поэте Леонтьевой С.В. и показала связь поэзии с физическими явлениями. (стихотворение «Бензиновая лужа – явление интерференции; «Зима», «Облака» - тепловые явления). Группой учащихся 11 класса был собран и оформлен материал по теме «Козьминская автоматизированная станция». Страничку по истории АТС оформила Смирнова В., о местном радиолюбителе Гладышеве Н.И. – Галина О.; сделаны фотографии зданий АТС и людей работающих на ней – Дороховым Д. И Тупысевым Ю.; Рассмотрен принцип работы АТС и продемонстрирована работа модели телеграфа и телефона – Леонтьевым А. По материалам исследования был оформлен альбом и ученики выступили на школьной учебно-исследовательской конференции. Был собран и оформлен материал по теме «Козьминская электроподстанция». Полянчку А. и Дёмкина А. с этим исследованием выступили на школьной и районной конференциях, о их выступлении, как участника районной конференции «Юность. Наука. Культура», писала местная газета «Маяк».
Большой интерес с моей точки зрения представляет работа Каменевой А. «Загадочное световое явление – радуга», в которой ученица рассмотрела историю цветов в радуге, природу образования радуги, описала проведённые наблюдения за радугой, провела учебный эксперимент по образованию радуги в лабораторных условиях, рассмотрела виды радуги и решила сложную задачу о двойной радуге.

Учениками 10 класса на уроках физики были проведены экспериментальные домашние задания по молекулярной физике. Ученица Дорохова Е. в своей работе отразила результату по выращиванию кристаллов поваренной соли и медного купороса, опытов со снежинками, экологического эксперимента. С экспериментальным исследованием «Домашние экспериментальные задания по молекулярной физике» Елена выступила на школьной и районной конференции и, заняв 2 место на районной +конференции «Юность. Наука. Культура», приняла участие в областной конференции. Дорохова Е. съездила в г. Архангельск, выступила со своим сообщением на областной конференции « Юность. Наука. Культура» и заняла 2 место. Ей был вручён диплом и денежная премия.
Дорохов Д. выполнил работу «Самодельные приборы на уроках физике», цель его работы была изготовить приборы из подручных материалов и с их помощью демонстрация физических явлений. Были изготовлены учеником приборы: для наблюдения конвекции, для демонстрации сопротивления проводников, для демонстрации реактивного движения и для демонстрации механического резонанса.
«Измерение физических характеристик человека» - такую тему выбрала Залужская А., целью её работы было проведение практических работ по определению физических величин, характеризующих человека, как объект познания природы, таких как: проверка правила Леонардо да Винчи; определение дыхательного объема лёгких человека, определение времени реакции человека, измерение скорости человека, определение массы тела человека динамическим методом, определение мощности, развиваемой человеком
Дорохова Т. выполнила работу «Удивительный мир кристаллов», в ходе которой вырастила кристалл, собрала материал об алмазе алмазном месторождении Архангельской области и заняла 2 место на девятой районной исследовательской конференции старшеклассников «Юность Поморья». Кобычева Е. выполняя работу «Удивительные свойства воды», сделала подборку снимков своих опытов, демонстрирующих действие силы поверхностного натяжения, смачивания и капиллярных явлений и заняла 3 место на девятой районной исследовательской конференции старшеклассников «Юность Поморья».

Рисунок 1HYPER15Основной шрифт абзаца

Приложенные файлы

Добавить комментарий