Статья «Использование экспериментальных задач на уроках физики как средства развития регулятивных универсальных учебных действий»


Г. В. Коновалова
МКОУ «Кузнецовская СОШ», п. КузнецовскийИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ НА УРОКАХ ФИЗИКИ КАК СРЕДСТВА РАЗВИТИЯ РЕГУЛЯТИВНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ
В современном естествознании физика является наукой, оказывающей огромное влияние на различные отрасли знаний, техники и производства. Физика является базисом технического образования. Социальный спрос на технические специальности сегодня начал набирать обороты, в обиходе народа появились термины «инжиниринг» и «мода на инжиниринг».
В соответствии с требованиями нового Федерального государственного образовательного стандарта система планируемых результатов – личностных, предметных и предметных – устанавливает и описывает классы учебно-познавательных и учебно-практических задач, которые усваивают учащиеся в ходе обучения, особо выделяя среди них те, которые выносятся на итоговую оценку, в том числе и на государственную итоговую аттестацию выпускников [6]. Успешное выполнение этих задач требует от учащихся овладения системой учебных действий (универсальных и специфических для данного учебного предмета: личностных, регулятивных, коммуникативных, познавательных) с учебным материалом, и прежде всего с опорным учебным материалом, служащим основой для последующего обучения [5].
Приоритетным подходом, для достижения заявленных в ФГОС второго поколения результатов, является системно-деятельностный подход. Деятельностный подход исходит из положения о том, что психологические способности человека есть результат преобразования внешней предметной деятельности во внутреннюю психологическую деятельность путём последовательных преобразований. Таким образом, личностное, социальное и познавательное развитие учащихся определяется характером организации их деятельности, в первую очередь учебной.
Опыт работы в школе показывает, что наибольшие трудности при изучении физики учащиеся испытывают при решении задач, то есть тогда, когда требуется применить теоретические знания на практике. Эти трудности представляются учащимся настолько большими, что многие из них даже не пытаются самостоятельно решать задачи. Основным же объектом системы оценки результатов образовании, её содержательной и критериальной базой являются требования Стандарта – как при прохождении Основного государственного экзамена (ОГЭ), так и при выполнении заданий Единого государственного экзамена (ЕГЭ) – проверяется уровень достижения предметных и метапредметных результатов, и умения применять полученные знания при решении задач, а не просто декларировать их. Одним из основных путей связи теории с практикой, по нашему мнению, является решение экспериментальных задач и заданий. Решение задач – составная и наиболее значимая часть процесса обучения физике, поскольку на её фоне формируются физические понятия, развивается предметноспецифическое физическое мышление учащихся, формируются навыки применения знаний на практике не только на уроках физики, но и в повседневной жизни. Вместе с этим у учащихся воспитываются трудолюбие, смекалка, самостоятельность, воля, характер, упорство в достижении поставленной цели, интерес к учению, то есть всё то, что в новом Стандарте определено как регулятивные универсальные учебные действия.
Можно ли классифицировать физические экспериментальные задачи? Разные авторы, в работах которых рассматривалась методика решения экспериментальных задач, приводят их классификацию по различным основаниям. Г.И. Антипин рассматривает экспериментальные задачи по месту эксперимента и степени его участия в решении задачи [1]. Перышкин А.В., Каменецкий С.Е. и Орехов В.П. классифицируют экспериментальные задачи по форме решения [2,4]. Физические экспериментальные задачи можно разделить на качественные и количественные. К качественным экспериментальным задачам можно отнести задачи, поставленные на конкретном вещественном материале, физической установке, которые не требуют математических расчётов. Например, показав учащимся установку с вначале эксперимента, можно предложить спрогнозировать результат, который будет получен в конце. При этом, обучающиеся учатся основам футурологического (научного) предвидения конечного результата. В другом случае, можно предложить не прогнозировать результат, а получить его при мощи данной установки, тогда нужно спрашивать не что будет, а как это сделать? При этом развивается другой тип регулятивных УУД – это планирование.
Количественными экспериментальными задачами считаются задачи, в которых решение получают путём математической обработки данных, полученных экспериментально, в процессе их решения. Решение количественной экспериментальной задачи начинается с планирования эксперимента, который ставится для получения необходимых для дальнейшего решения задачи данных. При постановке серии экспериментальных задач, связанных одной темой, можно использовать результаты измерений, проведённых при решении других задач, но при этом учащиеся должны сами прийти к выводу, что те или иные величины, нужные им в ходе решения следующей задачи, ими уже определялись, а это уже процесс связанный с развитием регуляции в виде оценки.
Авторскую классификацию экспериментальных задач в статье «Экспериментальные задачи и задания: понятия и классификации» приводят Кудимов В.В. и Даммер М.Д. [3]. По роли эксперимента они выделяют следующие виды экспериментальных задач:
задачи, в которых без эксперимента нельзя получить ответ;
эксперимент используется для создания определённой ситуации;
эксперимент используется для иллюстрации описанного явления;
эксперимент используется для проверки полученного результата.
Рассмотрев и проанализировав определения разных авторов, исходя из опыта работы, присоединяемся к данному С.Е. Каменецким, В.П. Ореховым и П.В. Зуевым понятию экспериментальной физической задачи. Физической экспериментальной задачей можно считать задачу, в которой эксперимент используется на любом этапе её решения: постановка, нахождение данных, непосредственно решение, получение и проверка результата.
Методика обучения решению таких задач строится так, чтобы в ходе решения ученик сначала высказал предположение, обосновал его, а потом проверил его опытом и сделал необходимые выводы. Такой подход вызывает у учеников интерес к задачам и при верном решении большое удовлетворение.
Экспериментальные задачи в отличие от текстовых, как правило, требуют больше времени на подготовку и решение, а также наличия у учителя и учащихся навыков в постановке эксперимента. Однако, их использование в практике преподавания физики способствует повышению познавательной активности учащихся на уроках, развитию логического мышления. Такие задачи учат анализировать физические явления, заставляют ученика думать, применяя теоретические знания и практические навыки, полученные на уроках. Решение экспериментальных задач способствует формированию у учащихся регулятивных универсальных учебных действий: стремление собственными силами добывать знания, стремление к самопознанию мира, планирование и прогнозирование, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
Самостоятельное решение учениками экспериментальных задач способствует также приобретению умений и навыков исследовательского характера. Им приходится не только составлять план решения задачи, но и определять способы получения данных, самостоятельно собирать установки, отбирать и даже «конструировать» нужные приборы для воспроизведения того или иного явления. Решение экспериментальных задач может осуществляться как в урочное и внеурочное время, так и в домашних условиях, с соблюдением требований безопасности.
Задачи с экспериментом помогают ученикам, в дальнейшем, лучше решать задачи расчетные, решение которых часто сводится к подстановке чисел, данных в условии, в формулы без уяснения физического смысла.
Классифицировать экспериментальные задачи можно по степени участия в их решении эксперимента на:
демонстрационные экспериментальные задачи на этапе постановки задачи;
лабораторные экспериментальные задачи на этапе нахождения недостающих данных и решения задачи;
контрольно-оценочные экспериментальные задачи на этапе контроля результата, постановкой опыта;
технологические экспериментальные задачи на этапе внеурочного и внеклассного моделирования объектов.
В таблице 1 приводится виды экспериментальных задач, их примеры и развитие каких РУУД они преследуют.
Таблица 1
Виды экспериментальных задач
Экспериментальная задача Описание Развитие РУУД
Демонстрационные Задачи, в которых эксперимент ставится для создания проблемной ситуации вначале обсуждения. Прогнозирование и коррекция
Лабораторные Задачи, отличающиеся от лабораторных работ, представленных в учебниках по физике, главным образом тем, что решение проблемы осуществляется не по предписывающей инструкции, а по направляющей. Целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка
Контрольно-оценочные Задачи, которые на этапе постановки представляются в иллюстративном или текстовом виде, на которые надо дать обоснованный ответ, но проверку ответа обязательно подтвердить экспериментом. Оценка и коррекция
Задачи с производственным содержанием Задачи с производственным конструкторским содержанием. Целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка и саморегуляцияОсобенностью методики решения экспериментальных задач, ориентированной на развитие РУУД, будем считать систему требований, которые предъявляются к результатам обучения в свете нового ФГОС:
Целеполагание. Перед учащимися должны быть поставлены конкретные, достижимые, понятные, диагностируемые цели.
Мотивация. Учитель должен сформировать интерес как к процессу решения экспериментальной задачи, так и к достижению конечного результата.
Практическая значимость приобретаемых в ходе решения умений и навыков.
Отбор содержания. Подбор экспериментальных задач для учебных занятий должен соответствовать планируемым результатам, определенным программой по физике. Только такие задания могут быть подвергнуты контролю. Результат решения экспериментальной задачи или системы экспериментальных задач является объектом контроля, что требует обеспечения систематической диагностики планируемых предметных и метапредметных результатов.
Построение урока с использованием экспериментальных задач по схеме: постановка задачи – деятельность учащихся по её решению – подведение итога деятельности – контроль процесса и степени выполнения – рефлексия.
Использование разнообразных эффективных приёмов и методов организации результативной деятельности обучающихся с учётов их возрастных и индивидуальных особенностей. Основная задача учителя – создать условия, инициирующие деятельность обучающихся посредством экспериментальных задач. Компоненты экспериментальной задачи:
характеристика задачи (планируемый результат выполнения);
мотивационная часть;
содержание (условия, вопрос);
инструкция по выполнению;
время выполнения;
образец или описание ответа;
критерии оценки;
методический комментарий.
Данная структура задания согласуется как со структурой деятельности, так и с функциями управления этой деятельностью (см. таблица 2).
Таблица 2
Функции управления и структура деятельности по решению экспериментальных задач
Функции управления Структура деятельности Компоненты задачи
Информационно-аналитическая Вовлечение в деятельность Характеристика задания (планируемый результат выполнения)
Мотивационно-целеваяЦелеполагание Мотивационная часть, содержание (условие, вопрос)
Планово-прогностическая Проектирование действий Инструкция по выполнению, время выполнения
Организационно-исполнительская Осуществление действий Выполнение задачи
Контрольно-диагностическая Анализ результатов действий Образец или описание ответа
Регулятивно-коррекционнаяСравнение результатов с поставленными задачами Критерии оценки
Подведение итогов каждого этапа решения задачи обучающимися, наличие обратной связи на каждом этапе решения. Решение должно быть подвергнуто контролю учителя в целях обеспечения текущей коррекции процесса обучения.
Наличие блоков самостоятельного получения знаний обучающимися в процессе учебно-познавательной работы с различными источниками информации.Организация парной или групповой работы, позволяющей каждому ученику развивать коммуникативные компетенции и осваивать нормы работы в коллективе. Следует помнить, что присвоение знаний (переход их в сознание) осуществляется только при условии наличия речи (психологический механизм, обеспечивающий присвоение знаний, что есть приращение сознания: вопрос – мысль – внутренняя речь – внешняя речь). Обеспечить внешнюю речь каждого обучающегося позволяет парная работа по обсуждению ключевых вопросов содержания задания.
Использование системы самоконтроля и взаимоконтроля как средств рефлексии и формирования ответственности за результаты своей деятельности.
Рефлексия как осознание себя в процессе деятельности.
Качественная положительная оценка деятельности обучающихся, способствующая формированию положительной учебной мотивации.
Обеспечение психологического комфорта.
Выполнение данных требований определяет роль учителя как управленца, а обучающихся – как активных субъектов деятельности, что становится решающими предпосылками реализации методики обучению решения экспериментальных задач, ориентированной на развитие регулятивных универсальных учебных действий.
Литература
Антипин И.Г. Экспериментальные задачи по физике в 6-7 классах/И.Г. Антипин. – М.: Просвещение. 1974. - 175 с.
Каменецкий С.Е. Методика решения задач по физике в средней школе/ С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов. – М.: Просвещение, 1971. – 448 с.
Кудимов В.В. Даммер М.Д. Экспериментальные задачи и задания: понятия и классификации. Серия «Образование и педагогические науки» выпуск 9. Вестник ЮУрГУ № 23, 2010.
Основы преподавания физики в средней школе / под ред. А.В. Перышкина [и др.] – М.: Просвещение, 1985. – 398 с.
Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования / М-во образования и науки Рос. Федерации. – М.: Просвещение, 2011. – 48 с. – (Стандарты второго поколения).
Физика. Планируемые результаты. Система заданий. 7-9 классы: пособие для учителей общеобразоват. организаций/ А.А. Фадеева, Г.Г. Никифоров, М.Ю. Демидова, В.А. Орлов; под ред. Г.С. Ковалевой, О.Б. Логиновой. – М.: Просвещение, 2014. – 160 с.

Приложенные файлы

  • docx statya
    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ НА УРОКАХ ФИЗИКИ КАК СРЕДСТВА РАЗВИТИЯ РЕГУЛЯТИВНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ
    Размер файла: 29 kB Загрузок: 2