Территориальная группа методистов
Скачать 2.2 Mb.
|
Формирование основ культуры исследовательской деятельности обучающихся Небожак Татьяна Владимировна, учитель физики МБОУ Лицей № 113 Ключевые слова: Исследование Методология эксперимента Турнир юных физиков Цифровая лаборатория PASCO Краткая аннотация: В статье представлен опыт работы по формированию основ культуры исследовательской деятельности учащихся МБОУ Лицей №113 города Новосибирска. Реализация образовательной программы профильных физико-математических классов дает возможность учащимся овладеть методологией эксперимента, освоить применение цифровой лаборатории PASCO. Приведены примеры исследований при решении задач ТЮФ 2015 года. Каждой образовательной организации дано право формирования собственной образовательной программы. Требования к результатам её освоения предъявляет ФГОС ООО. Очевидно, что для реализации целей и задач образовательной программы должны использоваться наиболее эффективные формы организации учебных занятий. Выполнение проектов и участие в исследовательской деятельности становится традиционной формой работы, которая дает возможность обучающимся освоить программу основного общего образования. Более того, содержательный раздел Программы должен обеспечивать «формирование у обучающихся основ культуры исследовательской и проектной деятельности и навыков разработки, реализации и общественной презентации обучающимися результатов исследования, предметного или межпредметного учебного проекта, направленного на решение научной, личностно и (или) социально значимой проблемы» [1, 30] Исследовательские компетентности – метапредметный результат, т.е. они многофункциональны, межпредметны и надпредметны, многомерны. Технология их формирования достаточно сложна, однако ряд позиций компетентностного подхода можно реализовывать в образовательном процессе любого урока, в том числе урока физики. Это формирование у детей способов организации собственной деятельности, качественное усиление практически-продуктивной направленности обучения, формирование интегральных информационных и коммуникативных способностей, то есть развитие компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности, основанной на усвоении способов приобретения знаний из различных источников информации. При этом содержание физического образования даёт широкие возможности для формирования исследовательских компетенций учащихся. В процессе изучения физики обучающиеся должны освоить методику естественнонаучного эксперимента, получить информационно-коммуникативные компетенции, а это возможно только с использованием всех возможностей современного кабинета. В нашем лицее – это стандартное оборудование для проведения фронтальных лабораторных работ и демонстрационного эксперимента, набор справочной и дополнительной литературы по физике, комплект ГИА - лаборатория, цифровые лаборатории «PASCO» и «Архимед». Формирование информационной компетенции учащихся происходит в том числе с применением Интернет – ресурса, мы используем электронные учебные пособия, создаем совместно с учащимися компьютерные обучающие программы, презентации. Для формирования исследовательской компетенции в 2012 году в соавторстве с Е.П.Глущенко мы создали интерактивное пособие «Формирование основных вычислительных навыков учащихся на уроках физики при помощи интерактивных средств обучения». Применение данного пособия, как на уроках, так и во внеурочной деятельности значительно упрощает введение понятий, необходимых для экспериментальной деятельности. Но что можно считать исследованием в школе? Если в науке главной целью исследования является получение новых знаний, то в учебном исследовании – приобретение учащимися функционального навыка проведения эксперимента как универсального способа освоения действительности, активизации личностных мотивов учащегося к получению субъективно новых знаний. Учитель не должен давать ученикам готовые ответы, он ведёт ученика в его поиске ответов на вопросы, которые ставит сама жизнь. В профильных физико-математических классах есть возможность усвоения методологии эксперимента. Но самостоятельно осуществить эксперимент могут далеко не все учащиеся даже профильного класса. Поэтому возникла необходимость в специализированном курсе, направленном на формирование культуры исследовательской деятельности. Курс рассчитан на 36 учебных часов. Преподавание этого курса рассчитано на учащихся 10 классов. Спецкурс «Основы исследовательской деятельности» дает возможность качественно готовить команду учащихся лицея к турниру юных физиков, к выступлениям на научно практических конференциях учащихся различного уровня. Но самым важным является реализация индивидуальных программ исследований. Каждый ученик осуществляет работу либо самостоятельно, либо в группе. Приведу примеры некоторых тем, предложенных учащимся в этом учебном году:
Подобные темы исследований не являются стандартными лабораторными работами, предполагается, что учащиеся совместно с руководителем наметят ход исследований и смогут самостоятельно провести большую часть экспериментов. Для проведения экспериментов мы можем использовать оборудование цифровой лаборатории PASCO. Это оборудование дает возможность собирать множество данных при помощи различных датчиков, отображать и анализировать их. Результаты могут быть представлены в виде текста и таблицы, или в виде графиков. Обработка видео позволяет представить траекторию движения тела, определять координаты, скорость и ускорение. Генератор колебаний даёт возможность изучать колебания. Приведу конкретные примеры. Задача «Чашка кофе»: Физики любят пить кофе, однако ходить с полной чашкой кофе из лаборатории в лабораторию — дело проблематичное. Исследуйте, как форма чашки, скорость ходьбы и другие параметры влияют на возможность не разлить кофе при ходьбе. Решение данной задачи привело нас к гипотезе о параметрическом резонансе. При этом мы должны были проверить, какие именно колебания – вертикальные или горизонтальные играют большую роль в раскачивании жидкости в чашке. Генератор колебаний можно разворачивать таким образом, чтобы создавать колебания как по вертикали, так и по горизонтали, но вот как раскачивать чашку с кофе? Для колебаний в вертикальной плоскости мы к генератору прикрепили пенопластовую пластину, на которую устанавливали наши экспериментальные чашки, закрепляя их при помощи двухстороннего скотча. Мы установили, что наибольшая амплитуда вертикальных колебаний устанавливалась на частоте около 8 Гц. Частота шага далека от этого значения. Нужно было проверить, на какой частоте наступает резонанс горизонтальных колебаний. Для этого эксперимента мы жёстко скрепили с генератором легкую тележку, на которую можно было поставить чашки. Результаты этих экспериментов позволили нам сделать вывод, что именно горизонтальные колебания приводят к расплескиванию кофе при ходьбе. Резонанс наступал на частоте 2-4 Гц. Дальнейшие наши исследования были проведены для установления влияния формы и размеров чашки на возможность не разливать кофе при ходьбе. Мы убедились, что наименьшая вероятность разлить напиток в чашке, имеющей форму «бочки».  Рис.1. Горизонтальные колебания жидкости Не менее интересными были эксперименты с воздушными шариками из резины. При решении задачи «Два шарика» требовалось измерять избыточное давление в шариках, соединенных посредством трубочки с краном. Мы использовали трубочку от капельницы.  Рис.3. Эксперимент по задаче «два шарика» В соответствии с законом Паскаля в сообщающихся сосудах (шариках) давление газа должно быть одинаковым. В резиновых воздушных шариках создается избыточное давление воздуха благодаря натяжению резины. Датчики избыточного давления представили возможность проследить динамику процесса выравнивания давлений в шариках. Нам удалось установить, что существуют характерные размеры шарика, при которых давление в нём максимально, поэтому можно наблюдать, как воздух перетекает из шарика меньшего объёма в шарик большего объема и наоборот.  Рис.2. График зависимости давления в шарике от времени Решающую роль в объяснении этого явления играет гистерезис упругих свойств резины. Изучение этого процесса мы провели при помощи датчиков силы и угла поворота. Была построена зависимость силы упругости от удлинения резины, а затем рассчитана работа резины при помощи калькулятора лаборатории. В этом году команда «113 элемент» завоевала серебряные медали регионального ТЮФ. Но эксперименты на этом не закончились. Цифровую лабораторию используют в своих самостоятельных исследованиях учащиеся 10-11 классов. Итоги своей работы они представляют в апреле на лицейской конференции «Путь в науку». Но наиболее интересной формой работы является деятельность научного общества учащихся лицея. План работы нашего ученического научного общества очень насыщенный: НПК младших школьников, учащихся среднего звена, конкурс исследовательских работ для учащихся физико-математических классов; «Фестиваль наук» - научно-познавательное мероприятие для учеников 6-7 классов; предметные декады по всем предметам; профильная каникулярная смена «Исследователь» и многое другое. Система работы, направленная не только на предметный результат по физике, но, в первую очередь, на формирование метапредметных компетенций, основанная на деятельностном подходе, позволила нам создать условия, при которых учащиеся добиваются высоких результатов учебных достижений, способны к организации и планированию своей деятельности, осуществляют её контроль и оценку. Этот результат они подтверждают не только при сдаче ЕГЭ, но и продолжая обучение в различных учебных заведениях, в своей профессиональной карьере. В лицее сложилась система развития исследовательских компетенций. Положительные изменения в мотивации учащихся к исследовательской и творческой деятельности, в их интеллектуальном развитии, развитые исследовательские компетенции участников образовательного процесса являются важнейшим критерием успешности образовательной организации. Библиографический список литературы: Федеральный Государственный образовательный стандарт основного общего образования.- М.: Просвещение, 2014.- 50с. Физика. Планируемые результаты. Система заданий. 7-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных организаций / А.А.Фадеева и [и др.] – М.: Просвещение, 2014. – 160 с. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе. /Буров В.А. [и др.] Под ред. А.А. Покровского М.: Просвещение, 1974 О сложном – просто, о неинтересном – увлекательно» ( Решение задач по химии в 8 классе) Пимонова Лидия Ильинична, учитель химии и биологии МБОУ СОШ № 71 «Учитель – человек, который может делать трудные вещи легкими». Р. Эмерсон (американский поэт и философ). В настоящее время подавляющая часть учителей единодушны в том, что современные школьники существенно отличаются от тех, что обучались в недавнем прошлом. У значительной части нынешних учащихся существенно снижен познавательный интерес, слабо развиты высшие психические функции – память, логика, мышление, анализ, а также самоконтроль. Следствием информатизации всех сторон жизни стало увеличение продолжительности периода психологического созревания. Это подтверждено исследованием молодых людей методами компьютерной томографии головного мозга - окончательное созревание структур мозга наблюдается только в 21 год. Например, сегодня в отношении большей части детей, приступающих к изучению химии в 8 классе, вряд ли будет справедливым следующее утверждение: «Примерно к четырнадцати годам у ребенка формируется логика взрослого человека… для восьмиклассников характерно сознательное использование приемов запоминания». Ещё одна сложность в обучении - проблема массовой эмиграции, которая достигла широчайших масштабов. Мы попали в ситуацию необходимости обучения детей полиэтнического контингента в общеобразовательных школах. В поисках лучшей доли для себя и своих ближних, эмигранты стремятся устроить своих детей в государственные общеобразовательные школы той страны, которая стала их вторым домом; при этом главной целью является не обучение традициям и культуре этой страны, а именно попытка удержаться, закрепиться среди коренного населения. Достоин сожаления тот факт, что полиэтнический контингент, в основной своей массе, не всегда интересуются ни историей, ни традициями своей второй родины, не желает относиться лояльно к другой религии, не учится новому для них языку. Если удержаться в одной стране не получается, происходит эмиграция в другую страну. При этом мало кто задумывается о том, насколько трудным будет обучение в российской школе для самого ребёнка, который не говорит или плохо говорит по-русски, не понимает учителя, не может объясниться со сверстниками. И дома он слышит только родной язык и не имеет возможности практиковаться в освоении нового языка, так как его родители тоже не владеют русским. О получении качественного образования в данном случае не стоит и говорить. Поэтому вопрос обучения детей мигрантов стоит сегодня на повестке дня школ. В нашей школе обучается много таких детей. Есть классы, состоящие 100% из инофонов. Сравнивая же сегодняшний учебный план средней общеобразовательной школы и план двадцатипятилетней давности, приходишь к неутешительным выводам: время, предназначенное для изучения химии, уменьшилось на 57%. Это означает, что на обучение химии сегодня выделяется столько же часов, сколько 25 лет назад отводилось на курс химии в неполной средней школе. В настоящее время интенсивность обучения химии возросла в 2–3 раза. В результате многие школьники сталкиваются со значительными трудностями при изучении химии. Положение усугубляется крайне высокими темпами обучения, усложнением материала, введением ОГЭ и ЕГЭ. В 2017-2018 учебном году новый стандарт придёт в основную школу в 8 класс (в нашем ОУ). В связи с этим необходимо начинать подготовку к переходу на стандарты нового поколения. В основе стандарта лежит системно-деятельностный подход, который обеспечивает: -формирование готовности к саморазвитию и непрерывному образованию; -проектирование и конструирование социальной среды развития обучающихся в системе образования; -активную учебно-познавательную деятельность обучающихся; -построение образовательного процесса с учётом индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей обучающихся . Целевая установка новых образовательных стандартов: научить учиться. Заказ общества состоит в том, чтобы все его граждане были способны самостоятельно решать жизненные задачи, активно действовать, адаптироваться к быстро меняющимся условиям жизни и вносить вклад в потребительскую картину общества. Цель обучения ребенка состоит в том, чтобы сделать его способным развиваться дальше без помощи учителя. Обучая детей химии в течение долгих лет, я пришла к выводу, что в преподавании химии, основная задача состоит в том, чтобы, прежде всего заинтересовать учащихся процессом познания: научить их ставить вопросы и пытаться найти на них ответы, объяснять результаты, делать выводы.большое внимание уделяется вопросам творческой, исследовательской деятельности, ориентированной на их развитие и саморазвитие в областях народного хозяйства, в быту, а также в решении проблем сохранения и укрепления здоровья. Активная работа ученика на уроке, занятии – залог успешного обучения. Известно, что познавательная активность учащихся тем выше, чем сильнее их интерес к изучаемому предмету. Но как сформировать этот интерес? Какие методы, приемы, средства нужно использовать, чтобы интерес к предмету был не кратковременный, а стойкий. В развитии интереса к учебному предмету нужно полагаться как на содержание изучаемого материала, так и на методы, с помощью которых школьники вовлекаются в процесс познания…… Использовать математику в химии еще в 1741 году определил М. В. Ломоносов в своей работе «Элементы математической химии». М. В. Ломоносов придавал математике большое значение, рекомендуя широко применять её методы в других науках. Сегодня ряд ученых (Дергач М. И., Хрусталев А. Ф., Кузьменко Н.Е., Рыжова О.Н., Белевцова Е. А.) предлагают корректное использование простых арифметических соотношений которые позволять решать химические задачи. Метапредметный подход к решению расчётных задач открывает новые возможности в расширении и углублении содержания межпредметных связей. В практической деятельности при решении различных задач необходимо уметь применять весь запас знаний. Математическая составляющая химических задач достаточно разнообразна. При решении химических задач - на вычисление массы, объема количества вещества, на расчет массовой доли элементов в веществе, постановку индексов и коэффициентов, на составление химических уравнений и их решении, на растворы - ученики должны знать и уметь применять из курса математики такие темы: 5 кл – «Порядок выполнения действий», «Уравнение», «Доли», «Проценты», «Приближенные значения чисел. Округление чисел»; 6 кл – «Наименьшее общее кратное», «Нахождение числа по его дроби», «Дробные выражения», «Пропорция», «Прямая и обратная пропорциональные зависимости», «Действия с рациональными числами»; из алгебры; 7 кл – «Степень с натуральным показателем»; 8 кл – «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений», «Запись стандартного вида числа»; 9 кл - «Решение системы уравнений».(это на слайд) Если все педагоги уже с 5 класса будут формировать действие сравнения, то к 8 классу школьники, скорее всего, научатся сравнивать. Тогда учителю химии, опираясь на результаты работы своих коллег, останется лишь развить данное действие на химическом материале. Но изучение химии на уроках для многих протекает не очень успешно. Пониманием и применением понятий ограничено сложившимися рамками школьных дисциплин: проценты изучают на уроке математики, а на уроке химии не могут их применить; орфографические правила используют в диктанте, но не в ответах на письменном зачете по химии. Знания «разложенные по полочкам», не становятся основой компетентности школьников, они не применяются за пределами тех ситуаций, в которых были усвоены. Определилась цель: 1. Как помочь восьмикласснику понять новый предмет, с помощью уже приобретенного опыта на уроках математики. 2. Как научить учащегося не бояться противоречий – одно из существенных качеств, творческого ума. Только тот, кто решается соединить в своем сознании противоречащие мысли, признавая истинность каждой из них и оперируя сразу обеими, может открыть новые пути в науке. Как же воспринимают химию учащиеся 14 – 18 лет? Почему в образовательных учреждениях постепенно падает интерес к изучению химии? Причина в том, что к 14-15 годам - формируется третий уровень активности. По данным Г. И. Щукина - это творческая активность, которая является высшим уровнем, поскольку ученик ставить и саму задачу, и самостоятельно избирает пути её решения. Показатели творческой активности даны в характеристике творчества в психологии: новизна, оригинальность, отход от шаблона, нарушение традиций, нестандартность, неожиданность, целесообразность. А вот проявить свой творческий потенциал обычная школьная программа не позволяет: в основном изучение химии носит описательных характер, свойственный для первого – второго уровней активностей. Учитель должен развить интерес к предмету через активную познавательную деятельность. Знания становятся достоянием человека, если они приобретаются в процессе самостоятельной работы. Учителю необходимо организовать самостоятельное познание школьников. Структуру учебной деятельности учащихся, а также основные психологические условия и механизмы процесса усвоения на сегодняшний день наиболее полно описывает системно - деятельностный подход, базирующийся на теоретических положениях Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, Д.Б. Эльконина, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, А.Г. Асмолова, В.В. Рубцова. Базовым положением служит тезис о том, что развитие личности в системе образования обеспечивается, прежде всего, формированием универсальных учебных действий (УУД), выступающих в качестве основы образовательного и воспитательного процесса. Концепция универсальных учебных действий также учитывает опыт компетентностного подхода, в частности его правомерный акцент на достижение учащимися способности эффективноиспользовать на практике полученные знания и навыки. Общая дидактика и частные методики в рамках учебного предмета призывают решать проблемы, связанные с развитием у школьников умений и навыков самостоятельности и саморазвития. Это предполагает поиск новых форм и методов обучения, обновление содержания образования. Педагогическая задача учителя – вовлекать детей…в размышление о том, что неизвестно. Теория учебной деятельности требует, чтобы учитель обучал детей через решение системы учебных задач. Решать учебную задачу – это преобразовывать, действовать с учебным материалом в неопределенной ситуации. Учебная деятельность- это преобразование, …поиск. Поиск…всегда движение в неизвестное. Основными задачами развития творческой познавательной активности являются: 1) Формирование и развитие у учащихся устойчивого познавательного интереса к предмету на основе активизации мыслительной деятельности школьников в процессе обучения. 2) Развитие творческих способностей и познавательной самостоятельности детей. Реализацию этих задач осуществляю через использование следующих компонентов: - решение химических задач; - учет индивидуальных особенностей учащихся - повышение мотивации обучения; - осуществление межпредметных связей; - практической направленности обучения; - выполнение практических и творческих заданий; - проведение уроков с применением ИКТ; - проведение нестандартных уроков, дидактических игр; - создание ситуации успеха; - проектно - исследовательскую деятельность; Расчётная задача по химии – это логически организованный материал для обучения и проверки знаний учащихся в соответствии с изучаемой темой. Исходя из этого определения, мы вычленяем две основные части любой расчётной задачи: теоретическую, требующую анализа и расчётную, основанную на использовании логических приемов: анализа, синтеза, абстрагирования, преобразование и вычислительных умений. Для того чтобы решить расчётную задачу, необходимо знать не только способы решения типовых задач, общие формулы для их решения, основные законы химии, но и взаимосвязи между составом, строением, свойствами, применением и получением веществ, их эколого-химические характеристики. Химия-наука точная и конкретная. Многие дети это не сразу понимают и принимают. Поэтому неплохо было бы вносить в точные дисциплины элементы гуманизации. Ведь не все станут химиками. Это каждый из нас понимает. А вот выпустить из школы человека с определенными ценностями, для которого не чужда доброта, было бы достоинством каждой школы. Чем с большим количеством ценностей личности человек встречается в жизни, тем больше он их перенимает. В химии есть много мест, где можно обратить взор ученика на практическую направленность в жизни и быту человека, на человеческие качества личности, умении адаптироваться в жизни. Одним из них являются задачи. С их помощью можно наглядно показать, где и как применяются знания предмета, невзначай обратить внимание на моменты нашей жизни, которые часто остаются без внимания. Такие задачи учат сосредотачиваться на необходимом, принимать к сведению побочные и поучительные факты, помогают понять себя, сохранить здоровье, расширить кругозор. Представляю фрагмент урока в 8 классе по теме «Массовые компоненты смеси», на данную тему отводится два урока. Цель: на основе известного из курса математики понятия «часть от целого» сформировать универсальное расчетное понятие «доля»; отнести понятие «доля» к химическим веществам и рассмотреть такие его разновидности, как доля химического элемента в веществе, доля (объема или массовая) компонента в смеси (растворе, газовой смеси), доля примеси. Задачи урока:
Планируемые результаты учебных действий: Познавательные: Выбирают наиболее эффективные способы решения задач, контролируют и оценивают процессии результат Коммуникативные: Участвуют в коллективном обсуждении проблем, проявляют активность во взаимодействии для решения коммуникативных и познавательных расчетных задач Регулятивные: Планируют свои действия в связи с поставленной задачей и условиями ее решения Личностные Формируют умение использовать знания в быту . (????) В жизни, как мы уже знаем, мы встречаемся чаще со смесями веществ и эти смеси могут быть однородными или неоднородными. Состав смеси устанавливают с помощью химического анализа. Он имеет широкое применение при решение важнейших хозяйственных и научно-технических задач. Проведение анализа стали по ходу её выплавки (содержание углерода) – обязательное условие успешного проведение металлургического процесса (на Комсомольском заводе Амурсталь), контроль за состоянием окружающей среды: воды, воздуха, почвы; химический анализ горных пород и руд используется при разведке полезных ископаемых. Химический анализ необходим криминалисту, археологу, медику (приготовление растворов лекарств), искусствоведам и многим другим специалистам. В ювелирных и технических изделиях применяется не чистое золото, а его сплавы, чаще всего с медью и серебром. Проба, обозначенная на ювелирных изделиях, означает массовую долю золота в сплаве, точнее, содержание золота из расчета на тысячу массовых частей сплава. Кроме того, мы уже знаем, что природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Содержание растворного вещества в растворе можно выразить с помощью её массовой доли. Массовую долю обозначают греческой буквой W (омега) и выражают в долях единицы или процентах: отношение массы растворимого вещества к общей массе раствора называют массовой долей растворенного вещества. Аналогично массовой доле определяется и объемная доля газообразного вещества в газовой смеси и используя эту методику можно составить алгоритм решения других типов задач. Массовая доля – отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Объемная доля – отношение объема данного вещества к общему объему смеси. (на слайде) Формулы нахождения массовых долей: Массовая доля вещества в растворе -  Массовая доля примесей -  Массовая доля основного вещества в образце:  Объёмная доля газа в смеси:  Общая формула массовой доли :  (этому же подчиняется и объёмная доля газа) Таким образом, видим закономерность, какую? Массовая доля в математическом выражении – это нахождение частного, путём деления делимого на делитель. делимое Частное= делитель Всё понятно и это пройденный материал, но всегда возникают трудности по нахождению делимого или делителя, тогда стоит обратиться к частному примеру: 6 2 3 Пользуясь данным примером, учащиеся не путаются при выведении значения из формулы. (далее задачи на слайдах) |
Похожие:
 | «Группа Е4» (оао «Группа Е4»), именуемое в дальнейшем «Генподрядчик», в лице Первого заместителя Генерального директора – Исполнительного... |  | Рекомендации по оформлению трудовых книжек работников образовательных учреждений |
| Территориальная программа госгарантий включает в себя территориальную программу обязательного медицинского страхования (далее также... | | О проведении в ноябре 2015 года городской проверки работы уполномоченных по охране труда профсоюзных организаций образовательных... |
| Краткая административно-территориальная и экономическая характеристика Боковского района | | Заказчик – Акционерное общество «Югорская территориальная энергетическая компания» (далее – Общество) |
| Центральной избирательной комиссии Российской Федерации от 17 февраля 2010 года №192/1337-5, Иркутская городская №1 территориальная... | | Акционерного общества «Югорская территориальная энергетическая компания». Реестровый номер: 5-2015 |
| Акционерного общества «Югорская территориальная энергетическая компания». Реестровый номер: 20-2017 | | Акционерного общества «Югорская территориальная энергетическая компания». Реестровый номер: 4-2016 |