Использование исследовательской деятельности на уроках физики как средства повышения качества обученности и познавательной деятельности обучащихся.

Половинкин Олег Анатольевич.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение «Мостовская средняя общеобразовательная школа» Шатровского муниципального округа Курганской области (МКОУ «Мостовская СОШ»).

Учитель физики.

В современном обществе происходят глобальные изменения в информационной, коммуникационной, профессиональной и других сферах. Это требует изменения содержательных, методических и технологических аспектов образования, пересмотра прежних ценностных приоритетов, целевых установок и педагогических средств. Перед современным обучением встали новые задачи: не только учащимся дать знания, но и обеспечить у них формирование и развитие познавательных интересов и способностей, творческого мышления, умений и навыков самостоятельного умственного труда.
В соответствии с национальной образовательной стратегией главным результатом школьного образования должно стать его соответствие целям опережающего развития. Это означает, что изучать в школах необходимо не только достижения прошлого, но и те способы и технологии, которые пригодятся в будущем. Ребята должны быть вовлечены в исследовательские проекты, творческие занятия, спортивные мероприятия, в ходе которых они научатся изобретать, понимать и осваивать новое, быть открытыми и способными выражать собственные мысли, уметь принимать решения и помогать друг другу, формулировать интересы и осознавать возможности.
В концепции модернизации образования указывается на расширение:
- масштабов исследовательской и инновационной деятельности;
- использования современных образовательных технологий.
В современной образовательной системе осуществляется переход от традиционного образования (традиционных систем, традиционного обучения и воспитания) к образованию инновационному, реализующему принцип развития человека. В связи с этим приоритетным направлением новых образовательных стандартов является реализация развивающего потенциала общего среднего образования, актуальной задачей становится формирование универсальных учебных действий, обеспечивающих школьникам умение учиться, способность к саморазвитию и самосовершенствованию.
Признанным здесь выступает системно-деятельностный подход, в котором важное место занимают проектно-исследовательские формы организации обучения. Так, исследовательское обучение - особый подход к обучению, построенный на основе естественного стремления ребенка к самостоятельному изучению окружающего. Главной целью исследовательского обучения является формирование у учащегося способности самостоятельно, творчески осваивать и перестраивать новые способы деятельности в любой сфере человеческой культуры. Таким образом, исследовательская деятельность учащихся является эффективной образовательной технологией комплексно развивающей универсальные учебные действия и ключевые компетенции.
В современном мире человек определяет свой успех как способность организовать некий проект: определить проблему и способ её решения, для этого привлечь необходимые ресурсы, наметить план действий и, выполняя его, достичь определённой цели. Многочисленные исследования, проведённые в нашей стране, показали, что большинство современных лидеров в политике, бизнесе, искусстве, спорте – это люди, овладевшие навыками исследовательской деятельности. Так, важность активной деятельности учеников подтверждается всей практикой педагогической деятельности. Без активной деятельности не может быть достигнуто полноценное сознательное усвоение знаний. Об этом свидетельствуют и психолого-педагогические исследования (Я. А. Коменский, И.Я Лернер, Н.И. Новиков), в процессе которых было установлено, что все познавательные процессы эффективно развиваются при такой организации обучения, когда учащиеся включаются в активную поисковую деятельность.
Именно с целью организации такой деятельности применяется исследовательский метод. Он способствует развитию навыков учебно-познавательной и творческой деятельности, более осмысленному и самостоятельному овладению знаниями. Особенно эффективно применяется этот метод в тех случаях, когда формируются понятия, законы и теории, когда содержание учебного материала не является принципиально новым, а логически продолжает ранее изученное. В этом случае на базе изученного ученики могут сделать самостоятельные шаги в поиске новых знаний, то есть проблемные ситуации находятся в зоне ближайшего развития познавательных возможностей школьников.
Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением. Эта задача предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере: постановку проблемы (или выделение основополагающего вопроса), изучение теории, связанной с выбранной темой, выдвижение гипотезы исследования, подбор методик и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой её проведения.
Также исследование может выступать как учебная практика, использующая опыт, наработанный в конкретных предметных областях, а может быть основой повседневного общения учителя и ученика. В этом отношении исследовательскую деятельность учащихся можно определить как творческий процесс взаимодействия учителя и учащихся по поиску решения (или понимания) неизвестного, в ходе которого осуществляется трансляция между ними культурных ценностей, результатом которой является развитие исследовательской позиции к миру, другим и самому себе, а также формирование (или расширение) мировоззрения. Вообще, учебно-исследовательская деятельность – это форма образовательно-воспитательного процесса, которая связана с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным результатом (по крайней мере, для учащихся) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для научного исследования: постановка проблемы; овладение методикой исследования; сбор собственного материала, его анализ и обобщение; формулирование выводов.
Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в «большой» науке главной целью является получение новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности заключается в приобретении обучающимися функционального навыка исследования, как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции обучающегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний, т.е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного ученика. Исследование с точки зрения обучающегося это возможность максимального раскрытия своего творческого потенциала. Это деятельность, позволяющая проявить себя индивидуально или в группе, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу, показать публично достигнутый результат.
Степень новизны: исследовательская работа – это активная теоретическая и практическая деятельность учащихся, которая будоражит мысль, формирует подвижность ума, приучает к творческому и критическому осмыслению знаний. Систематическая и целенаправленная работа по формированию исследовательских умений учащихся дает возможность уже на начальном этапе изучения физики приобщить их к научному поиску, научить излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. А значит сделать обучение более эффективным и отвечающим современным требованиям.
У истоков подходов к организации исследовательской деятельности стояли отечественные (В. П. Вахтеров, Н. И. Новиков, К. Д. Ушинский и др.) и зарубежные (Дж. Брунер, А. Дистервег, И. Песталоцци, С. Френе и др.) педагоги-классики.
Методические и дидактические основы использования исследовательской деятельности обоснованы в работах И. Я. Лернера, М. Н. Скаткина, А. А. Шаповалова. Обоснование развивающего обучения, направленного на формирование умений добывать и применять полученные знания, дано Л. С. Выготским, Л. В. Занковым. Теория и практика организации проектной деятельности школьников в общеобразовательной школе представлены в работах Е.С. Полат, А.Н. Худина, С.Н. Белова.
Формированию учебной исследовательской деятельности школьников в условиях информатизации процесса обучения (на материале курса физики) посвящена работа М.И Старовикова.
Организация исследовательской деятельности на уроках физики осуществляется мною через:
1) уроки изучения нового материала;
2) уроки решения задач;
3) лабораторные работы;
4) домашние экспериментальные задания.
Итак, при изучении нового материала присутствуют все стадии исследовательского проекта:
1. в процессе дискуссии формулируется проблемный вопрос, идёт актуализация знаний, необходимых для дальнейшего исследования, ставятся цели и задачи работы. (Изучение электрического сопротивления. Проблема: от каких физических величин зависит сопротивление проводника. Соответственно проблеме ставится цель и задачи).
2. посредством мозгового штурма выдвигается гипотеза исследования. (Сопротивление проводника может зависеть от: массы проводника, длины проводника, рода вещества, площади поперечного сечения).
3. выбирается метод исследования. Этот выбор может быть осуществлен в ходе фронтальной беседы, самостоятельного обсуждения проблемы и гипотезы в группе или же сформулирован учителем. Далее же проблему выбора метода учащиеся должны научиться решать самостоятельно. (Измерять сопротивление проводника по закону Ома, изменяя один из параметров и оставляя другие фиксированными. Например, изменять длину проводника, оставляя силу тока и напряжение неизменными).
4. учащиеся, работая в группе, ведут поиск решения выдвинутой проблемы, применяя выбранный на третьем этапе урока метод. Затем анализируют полученный результат и делают выводы о своей работе. (Каждая группа проводит свое исследование, проводят измерения, обобщают, делают вывод).
5. полученные в ходе своих исследований результаты каждая группа оформляет в виде конспекта, плана, алгоритма, таблицы и т.д. Вид отчета оговаривается до начала выполнения работы.
6. каждая группа представляет результаты своей работы в виде устного сообщения.
7. рефлексия (беседа, самооценка, взаимооценка). Подводятся итоги работы, и дается оценка деятельности каждой группы.
На всю работу может быть отведено от 15 минут урока до 30 минут в зависимости от объема рассматриваемого вопроса. Например, уроки-исследования по темам «Сила тока. Амперметр», «Напряжение», «Закон Ома для участка электрической цепи», «Реостаты. Лабораторная работа №6: «Регулирование силы тока реостатом», «Параллельное соединение проводников» и др.
Основной формой исследовательской работы на уроках изучения нового материала является групповая работа. Если каждая группа решает одну и ту же задачу (ведет исследование одного и того же объекта), то целесообразно формирование разноуровневых групп. При дифференциации задач можно формировать группы, в которые войдут учащиеся одного образовательного уровня.
Такой урок не требует больших временных рамок и может иметь место при изучении свойств объектов, определении взаимосвязей между объектами, установлении причинно - следственных связей между событиями и явлениями, доказательстве теорем и выводе формул и т.д.
Решению задач на уроках физики отводится большое место. Каждая задача содержит информационную часть, условие и вопрос. Мною применяется следующая структура деятельности по решению задач:
- Анализ условия: учащийся не только запоминает условие, но должен осознать его, выделить главные элементы.
- Поиск: ученик должен вспомнить физические законы, определения и составить план решения, правильно подобрав методы решения.
- Решение: ученик должен преобразовать записанные формулы, осуществить намеченный план решения.
- Проверка результата: прикидка достоверности решения.
- Исследование решения: ученик должен изменить немного задачу, поразмышлять, проанализировать, как еще можно было бы её решить.
Например, задача на закон сохранения импульса: Два неупругих тела массами 2 кг и 6 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 4 м/с и 1,5 м/с соответственно. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться эти тела после удара?
Задачи на Закон сохранения импульса предполагают наличие рисунка, на котором будут изображены векторы скоростей тел до и после взаимодействия. Возникает проблема: куда будет направлена скорость тел после удара? У первого тела масса меньше, а скорость больше, у второго соответственно наоборот. Далее интересно провести прикидку результата, спрогнозировать результат. Получив ответ к задаче, можно попросить учащихся ответить на вопросы:
- При какой скорости первого тела, оба тела после удара остановятся?
- При какой скорости первое тело сможет развернуть второе?
Или после изучения темы «Работа и мощность электрического тока» в 8 классе можно провести исследовательскую работу по группам. Каждой группе предложить рассчитать мощность различных электрических приборов, работу электрического тока и подсчитать стоимость израсходованной энергии при определенном тарифе. Затем следует обсудить полученные результаты и сравнить их с паспортными данными этих приборов.
Вообще, учителю необходимо научить учащихся выделять элементы исследовательского подхода в структуре решения любой физической задачи, используя при этом метод эвристических вопросов, сравнений, наблюдений, версий и выводов; научить учащихся проводить аналогию между элементами решения задачи и элементами исследовательской деятельности.
Широкие возможности для исследовательской деятельности открывает проведение лабораторных работ. Лабораторные исследования всегда интереснее, так как они способствуют развитию интеллектуальных и мыслительных способностей обучающихся. Причём в отличие от типовой лабораторной работы (когда сообщается название работы, записывается в тетрадь цель работы, на парты ставится необходимое лабораторное оборудование, учащиеся выполняют работу по описанному алгоритму) мною предусмотрены иные побудительные мотивы для исследования. Например, сообщаю учащимся название работы, но делаю это как вопрос: «Хотите научиться регулировать силу тока в электрической цепи ?» Сформулировав вместе и цель, предлагаю учащимся подобрать соответствующее оборудование самостоятельно; предоставляю возможность самостоятельно определить ход работы.
На лабораторных занятиях решаю многие учебные задачи:
подтверждение справедливости изучаемых законов (например, проверка закона Ома для участка цепи);
овладение методами измерения физических величин (измерение сопротивления резистора, ЭДС источника тока, напряжения лампы);
привитие умений пользования измерительными приборами (амперметром, вольтметром);
изучение устройства и принципа действия физических приборов (модели электродвигателя, электромагнита);
выработка умения чтения электрических схем.
Хорошим подспорьем в формировании и развитии исследовательских навыков учащихся могут стать домашние экспериментальные задания. Ограниченность урока по времени не позволяет учителю задействовать весь арсенал средств, формирующих устойчивый интерес к физике и высокую познавательную активность. Поэтому наиболее простые наблюдения, опыты, не требующие специального оборудования и не угрожающие жизни и здоровью ребенка, можно порекомендовать выполнить дома, самостоятельно. Домашние исследования имеют большое преимущество - они проводятся самостоятельно, рядом нет подсказчика-учителя, поэтому все решения ученик должен принимать самостоятельно. Это очень важно, так как в жизни им придется столкнуться именно с этой проблемой. Как отмечал Э. М. Браверман, в новых условиях, при получении задания без инструкции, они, скорее всего, попадут в тупик, так как привыкнут следовать указаниям без размышлений.
Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования:
-работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы, термометр и т.п.);
-работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп, ареометр и др.);
-работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью.
При оценке успешности обучающегося в исследовании необходимо понимать, что самой значимой оценкой для него является общественное признание состоятельности (успешности, результативности). Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов. Оценивание степени сформированности умений и навыков исследовательской деятельности важно для учителя, работающего над формированием соответствующей компетентности у обучающегося. Можно оценивать:
степень самостоятельности в выполнении различных этапов работы над учебным исследованием;
степень включённости в групповую работу и чёткость выполнения отведённой роли;
практическое использование предметных и общешкольных ЗУН;
количество новой информации использованной для выполнения исследования;
степень осмысления использованной информации;
оригинальность идеи, способа решения проблемы;
осмысление проблемы и формулирование цели исследования;
уровень организации и проведения презентации: устного сообщения, письменного отчёта, обеспечения объектами наглядности;
владение рефлексией;
творческий подход в подготовке объектов наглядности презентации;
социальное и прикладное значение полученных результатов.
Физика – экспериментальная наука. Невозможно добиться положительного результата в изучении этой науки, если использовать только сухие факты, доводы и объяснения, какими бы качественными и справедливыми они не были. Исследовательская деятельность учащихся в различных ее проявлениях имеет огромное значение в усвоении учебной программы.
Используя в своей работе исследовательскую деятельность на уроках физики, качество знаний по предмету остаётся стабильным.
Учебный год (класс)
Качество знаний по классу (%)

2019-2020 (7 класс)
70

2020-2021 (8 класс)
75

2021-2022 (9 класс)
76


Учащиеся активно принимают участие в конкурсах и олимпиадах по физике («Олимпус», «КИТ», «Интернет-олимпиады»). Имеют сертификаты и дипломы.
Применяя исследовательскую деятельность в своей работе, мною накоплен теоретический и практический опыт, которым я делюсь с коллегами на заседаниях методических объединений учителей естественно-математического цикла.
Такая система работы позволяет активизировать познавательную деятельность учащихся, повысить качество обученности, сформировать творческую личность.




























Список использованной литературы:
Белоносова В.В. Учебно-исследовательская работа как вид самостоятельной учебной деятельности / Реальный и виртуальный мир нового тысячелетия. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. – С. 145-147.
Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. – М.: Наука, 1973 – С. 250-280.
Коменский Я.А. Дидактические принципы (отрывки из «Великой дидактики»): Со вступительной статьей проф. А. А. Красновского. М: Государственное учебно-педагогическое издательство HAPKOМПPOCA РСФСР, 1940.
Котляров В.А. Организация исследовательской деятельности учащихся при изучении физики в основной школе. – Новосибирск, 2004. – 189 с.
Приказ Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г. № 287 “Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования”.
Рыжов Б.Н. Системная психология. – М.: Издательские технологии, 2017.
Хуторской А.В. Системно-деятельностный подход в обучении – основа ФГОС. – М: Эйдос, 2012.






































HYPER13 PAGE HYPER141