В соответствии с требованиями Федерального Государственного Образовательного Стандарта второго поколения необходимо в учебный процесс по физике включить метапредметность.
Метапредметный подход при преподавании физики рассматривает использование интегрированных уроков с привлечением некоторых знаний обучающихся из смежных предметов (физика, химия, астрономия, география и др.) и обобщающих уроков.
В ФГОС большое внимание уделяется проблеме обучения школьников естественнонаучным методам познания в процессе их исследовательской деятельности на основе межпредметных связей. Одной из форм организации исследовательской деятельности может быть курсовая работа.
Работа:
Метапредметный подход в преподавании физики
В соответствии с требованиями Федерального Государственного Образовательного Стандарта второго поколения необходимо в учебный процесс по физике включить метапредметность.
Метапредметные методы – особый вид когнитивных методов обучения, которые представляют собой метаспособы, соответствующие метасодержанию эвристического образования. (А.В. Хуторской):
Метод смыслового видения.
Метод вживания.
Метод образного видения.
Метод графических ассоциаций.
Метод фонетических ассоциаций, комбинированный.
Метод символического видения.
Метод гипотез (рабочих, реальных).
Метод наблюдений.
Метод сравнений.
Метод эвристических бесед.
Метод ошибок.
Метод регрессии.
Метапредметные технологии – педагогические способы работы с мышлением, коммуникацией, действием, пониманием и рефлексией учащихся.
Метапредметные технологии, включенные в предметное преподавание, преобразуют сами учебные предметы и педагогический стиль.
Использование метапредметных технологий в преподавании традиционных учебных предметов позволяет демонстрировать учащимся процессы становления научных и практических знаний, переорганизовывать учебные курсы, включая в них современные вопросы, задачи и проблемы, значимые для молодежи.
Метапредметное обучение
Предполагает новые формы работы с детьми:
Антропологические экспедиции.
Турниры способностей.
Организационно – деятельностные игры.
Проекты.
Метапредметное обучение
Отечественная технология, позволяющая реально повышать качество образовательного процесса через работу со способностями учащегося.
Основные идеи метапредметного подхода:
Знания, в структуре познания играют роль знаков психики для ориентации в окружающем мире, являясь единицей метазнания.
Метазнания, выступающие как целостная картина мира с научной точки зрения, лежат в основе развития, интегрируя образное и теоретическое.
Метапредметность позволяет формировать целостное образное видение мира, избегая дробления знаний и дидактических дрессировок.
Мониторинг призван отслеживать индивидуальный уровень развития теоретического мышления.
Метапредметный подход при преподавании физики рассматривает использование интегрированных уроков с привлечением некоторых знаний обучающихся из смежных предметов (физика, химия, астрономия, география и др.) и обобщающих уроков.
Интегрированные уроки проводят с использованием следующих приёмов, например:
- При объяснении природы тока в электролитах Физика – 8 привлекают знания обучающихся об электролитической диссоциации и электролизе из курса химии.
- После объяснения условия плавания тел в жидкости в 7- 8 классах школьникам в качестве упражнения, предлагают задание: объяснить роль плавательного пузыря у рыб с точки зрения физики. Сведения полученные на уроках по другим учебным предметам, чаще всего используются в качестве опорных знаний, либо для выдвижения проблемы, либо для углубления, расширения и закрепления знаний.
- Перед изучением теплоты сгорания топлива по Физике-8 предлагают домашнее задание: повторить по учебнику Химия об энергетике процесса горения.
- Учащимся предлагают домашние задания по повторению ранее изучаемого материала по смежным предметам, необходимого для понимания вопросов, которые будут рассмотрены на следующем уроке. Задание должно быть конкретным. Организация такого повторения имеет свою специфику. Так, давая задание, нужно предварительно объяснить, как работать с опорным материалом (прочитать и усвоить, сравнить с тем явлением как описано и рассказано в учебнике, выписать в тетрадь определение, дать ответы на вопросы).
В любом из этих случаев используемый материал необходимо повторить, пользуясь по возможности теми формулировками и обозначениями которые были введены в смежном курсе. Если же обозначения иные, то необходимо показать идентичность.
Обобщающие уроки физики обладают большой возможностью для систематизации знаний и навыков в отработке программного материала. Повышается роль новой формы занятий – метапредметные семинары. Например, семинар по теме: Тепловые двигатели и охрана природы в 8 классе рекомендуется проводить учителям нескольких предметов (физика, химия, биология) (двигатели ветряные, электрические, H2 – водородные). Для подготовки и проведения семинара рекомендуется разбить ребят на группы.
В тексты физических диктантов, самостоятельных и контрольных работ рекомендуется учителям включать 1-2 вопроса из другой области знаний.
Развитие общеучебных умений и навыков школьников – важная задача модернизации процесса обучения.
Общеучебные умения – это умение работать с учебником, справочниками, составлять план, писать конспект, тезисы доклада, пользоваться различными источниками.
Эти умения нужны не только для успешного обучения в школе, но и для будущей трудовой деятельности в народном хозяйстве, на производстве, умением применять эти знания в незнакомых условиях.
Школьники формируют умения: пересказать содержание учебного параграфа, умело строить рассказ по картинке, сфоктазировать рассказ, устно рецензировать ответ учащихся, составлять простой план, сложный и т.д.
Общеучебные измерительные навыки – цена деления, округления чисел, пользование весами, приборами для измерения тока – успешным будет формирование этих умений, если все учителя будут это восполнять с 1-11 класс.
Кооперирование усилий учителей различных предметов в формировании у школьников навыков самообразования надо считать одним из перспективных направлений реализации метапредметности.
В ФГОС большое внимание уделяется проблеме обучения школьников естественнонаучным методам познания в процессе их исследовательской деятельности на основе межпредметных связей. Одной из форм организации исследовательской деятельности может быть курсовая работа.
Курсовая работа по физике может стать составной частью системы научно-исследовательской деятельности учащихся (например, в 8-9 классе). Выполнение курсовой работы ставит перед учениками ряд целей как образовательного, так и развивающего характера.
Учащиеся должны уметь:
формулировать проблему, цели и задачи исследования;
использовать разнообразные источники информации, а именно – научную, научно-популярную и учебную литературу, компьютерные обучающие программы, телекоммуникационную систему Интернет;
систематизировать и обобщать полученную информацию;
применять законы, теории в конкретных практических ситуациях;
различать причину и следствие;
планировать эксперимент для проверки выдвинутой гипотезы;
оценивать правдоподобность и значимость полученных данных;
оценивать соответствие теоретических выводов имеющимся данным.
Учащиеся должны научиться:
логично и доступно представлять свою работу в виде письменного теста;
оформлять работу согласно выдвинутым требованиям;
грамотно выражать свои суждения в словесной форме, отстаивать свою точку зрения, корректировать свои взгляды в свете убедительных аргументов;
составлять краткий, но выразительный доклад по результатам своей работы, включая в него иллюстративный материал.
Виды курсовых работ.
Таблица 1.
Виды работы
Содержание
Примеры тем
Реферативная
Аналитический обзор литературы;
Эволюция геоцентрической модели мира в древнегреческой философии.
поиск информации, её систематизация и обобщение.
Исследование соединений азота со степенью окисления +5.
Экспериментальная
Решение экспериментальной задачи;
Определение ускорения свободного падения.
Экспериментальная проверка теоретических закономерностей.
Исследование раздела облака пыли при его свободном падении.
Разработка экспериментальных установок для наблюдения интересных явлений.
Цвета тел и восприятие цвета.
Апробация новых экспериментальных установок и разработка методики постановки и проведения опыта с его помощью.
Проверка законов сохранения энергии и импульса при упругом и неупругом ударе.
Теоретическая
Решение теоретической задачи, исследование различных вариантов решения.
Исследование колебаний математического маятника методом компьютерного моделирования.
Межпредметная
Реализация межпредметных связей физика-химия, физика – астрономия, физика – математика, физика-биология.
Смена сезонов года на планетах Солнечной системы.
Требования к написанию и защите курсовой работы:
Курсовая работа должна иметь определённую структуру: титульный лист, содержание работы – план работы, введение, основная часть (включает несколько параграфов), заключение, список литературы. Названия частей, глав или параграфов выстраиваются в определённую логику, созвучную логике вашего исследования.
Во введении:
обосновывается выбор темы, её значимость;
формулируется цель исследования, отражающая результаты работы;
формулируются задачи исследования (можно в виде вопросов), т.е. те действия, с помощью которых может быть получен результат, достигнута цель (например, изучить литературу, разработать, создать и наладить экспериментальную установку, сделать вывод и т.д.).
В основной части даётся обзор литературы, отражающий краткую характеристику того, что известно по теме исследования. Далее в работе представляются собственные данные. Рабочие данные обрабатываются и в тексте представляют только самые необходимые, иллюстрирующие и характеризующие полученные результаты, на основе которых делаются выводы. Наиболее выигрышной является графическая форма представления. Полученные данные анализируются и устанавливаются и формулируются закономерности, обнаруженные в процессе работы.
В заключении кратко излагаются результаты работы. Выводы должны соответствовать целям и задачам исследования, т.е. показывать достижения работы.
Список литературы предлагается не менее трёх ссылок на литературу, в качестве источника информации могут упоминать также электронные ресурсы.
Защиту курсовых работ рекомендуется проводить в виде небольшого доклада, который обсуждается в присутствии учащихся: на недели физики, на конференциях, на специальных уроках, посвящённых защите курсовых работ.
В методике преподавания физики принято делить естественнонаучные методы познания на экспериментальные и теоретические. К первой группе относятся: наблюдение, измерение и эксперимент. Наиболее важные методы, относящиеся ко второй группе, это выдвижение гипотезы, моделирование, абстрагирование, идеализация, классификация и мысленный эксперимент.
Одним из путей решения проблемы обучения учащихся естественнонаучным методам познания является проектно-исследовательская деятельность.
Исследовательские работы могут быть различных типов: исследование какого-либо явления, построение установки для наблюдения какого-либо явления, создание модели какого-либо явления, повторение эксперимента, аналогичного историческому опыту и т.д.
Примеры выполнения исследовательских проектов различных типов.
Таблица 2.
Название проекта
Цель проекта
Задачи и содержание
Выводы
1. Исследование поляризации света.
Экспериментально получить значение углов полной поляризации световых волн (углы Брюстера) для различных диэлектриков.
Задачи:
- собрать установку, с помощью которой с достаточной точностью ( погрешность 3 градуса) можно измерить углы Брюстера для различных диэлектриков;
- убедиться, что эти углы для различных типов диэлектриков неодинаковы.
Согласно полученным данным углы Брюстера для полностью прозрачного стекла и для цветного одинаковы, следовательно, добавки, влияющие на цвет диэлектрика, не меняют его диэлектрической проницаемости. Различают углы Брюстера для пластин, сделанных из разных материалов. Следовательно угол полной поляризации зависит от материала диэлектрика.
2. Изготовление камеры Вильсона.
Изготовить камеру Вильсона, позволяющую регистрировать заряженные частицы.
Работа имеет достаточно большое теоретическое введение с описанием методов наблюдения заряженных частиц. В отчёте отражаются все этапы работы с подробным анализом всех полученных результатов.
В качестве вывода приводятся описания поведения заряженных частиц( по результатам видеосъёмки)
3. Исследование бинаурального эффекта.
Создание модели слуховой системы, позволяющей продемонстрировать наличие бинаурального эффекта, т.е. способность определять направление на источник звука.
Работа имеет достаточно большое теоретическое введение, описание строения слуховой системы. В данной работе достаточно ограничиться компьютером и в качестве генератора звука, и в качестве его приёмника.
Создание модели позволяет регистрировать разность хода звуковых волн при несимметричном расположении источника, что является основой бинаурального эффекта.
Исследовательский проект рекомендуется выполняться учащимися 7- 11 классов. Учителю рекомендуется совместно с ребятами разрабатывать методологический аппарат исследования – формулировать цели и гипотезы исследования, выбирать методы и определять этапы работы. Это оформляется в виде программы исследования. Далее начинается индивидуальная исследовательская работа или работ небольшой группы учащихся над одной темой.
Ведущими принципами в организации этой деятельности выступают принципы единства научности и доступности, добровольности и положительной мотивации, обеспечения познавательной самостоятельности и свободы в творческих проявлениях.
Наблюдение даёт возможность накапливать первоначальные данные об объекте исследования при минимальном воздействии на него исследователя. В результате регулярных наблюдений накапливается материал, который необходимо систематизировать, применяя метод классификации. Во время работы над проектом при проведении наблюдений обучающим рекомендуется:
1) заносить результаты в таблицу (табл. 3);
Таблица 3.
Примеры наблюдений природных объектов
Изучение явлений или процессы (цель)
Наблюдаемые критерии (задачи)
Гипотезы, выводы (постоянные или проверяемые)
Используемые приборы (оборудование)
Метеоры в ночном небе и фазы Луны
Движение небесных тел
Размеры, яркость, скорость движения и число метеоров
На все тела действует сила тяготения, под действием которой происходит движение
Телескоп, бинокль, рамка для подсчёта числа метеоров
Выделение пузырьков газа водными растениями
Фотосинтез
Концентрация кислорода и углекислого газа в воде
Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза
КПК Nova 5000 с датчиками, аквариум с водными растениями
Наблюдение и регистрация элементарных частиц
Радиоактивность
Число элементарных частиц
Существует определённый радиоактивный фон среды
Камера Вильсона, счетчик Гейгера
2) обобщать знания о методе наблюдения и записывать в общую схему организации наблюдений природных явлений;
Выбор цели → выбор объекта → описание ситуации (условия) → выбор единиц наблюдения (по каким критериям исследуется явление или процесс) → ограничение наблюдение определёнными рамками (требования у условиям наблюдения; к наблюдателю) → выбор определённого языка, символов, формы фиксации результатов, фактов, выводов.
3) отрабатывать навыки наблюдения за природными объектами самостоятельно и оформлять в виде отчётов (протоколы наблюдений, дневники наблюдений, исследовательские проекты и т. п.)
Для объективной проверки гипотезы рекомендуется применять эксперимент в работе над проектом. Примеры экспериментов, проводимых учащимися при работе над исследовательскими проектами, могут быть следующие:
поглощение лучей видимого спектра при прохождении через спиртовую вытяжку хлорофилла;
зависимость роста и развития растений от условий среды (например, влияние компьютерного излучения);
влияние химических веществ (например, никотина) на физические параметры тканей зубов и дёсен;
влияние радиационного фона на рост колоний бактерий и плесневых грибов.
При проведении эксперимента в ходе проектной деятельности учащимся рекомендуется многократное повторение эксперимента и запись результата в общую схему постановки эксперимента.
Постановка задач (на основе гипотезы или теории) → создание конкретных условий эксперимента и их контроль → определение границ, управляемых изменением условий → многократные повторения эксперимента → интерпретация результатов эксперимента → интерпретация результатов эксперимента и сопоставление их с предвиденными.
Метод эксперимента тесно связан с моделированием и служит для объективной проверки границ применимости теории в действительности.
С моделированием тесно связан метод идеализации – мысленное конструирование понятий об объектах, которых нет в реальном мире, но есть их близкий прообраз или аналог (идеальный газ, математическая точка, химический элемент и т.д.). Рекомендуется создавать учащимся модели в ходе проектной деятельности для изучения физических процессов, идущих в биологических системах. Например, создав модель установки для изучения кровообращения, учащиеся могут сравнивать скорость движения воды и вязких жидкостей (например, растительного масла). Изменение цветового восприятия глаза, пораженного катарактой, учащиеся анализируют с помощью модели катаракты, состоящей из источника света, дифракционной решетки, кюветы, куда наливается сначала прозрачная вода, после этого – чай и, наконец, мутная взвесь мела в воде, имитирующая помутнение или пожелтение хрусталика.
По итогам проектно-исследовательской деятельности рекомендуется проводить научную конференцию учащихся, уроки семинары, в рамках которой заслушиваются все отчёты.
В процессе исследовательской деятельности на основе межпредметных связей учащиеся овладевают методами естественнонаучного познания, которые располагаются на трёх ступенях познания:
эмпирическое исследование конкретного предмета;
восхождение от чувственно-конкретного к абстрактному (познание сущности предмета);
возращение к предмету исследования на основе знания о его сущности, т.е. восхождение от абстрактного к теоретически конкретному понятию предмета.
Рекомендации для учителей физики:
Продолжить работу:
по организацию проектно-исследовательской деятельности учащихся на основе межпредметных связей;
по созданию банка электронных образовательных ресурсов, применяемых на уроках физики.
Применять в учебном процессе современные технологии развивающего обучения.
Обратить особое внимание на применение исследовательского метода при выполнении лабораторных работ и эксперимента учащимися.
При конструировании уроков использовать:
знания учащихся из смежных предметов;
групповые, коллективные и индивидуальные формы обучения;
на уроках опору делать на самостоятельную деятельность учащихся;
проводить интегрированные уроки естественнонаучного цикла;
проводить разноуровневые дифференцированные работы на уроках и в домашних условиях, включать задания на основе межпредметных связей.
Литература.
Громыко Н.В. Способы обновления знаний. Эпистемотека: Руководство для управленцев и педагогов. – М.: Пушкинский институт, 2007. – 184 с.
Давыдов В.В. Проблема развивающего обучения. – М.: Педагогика, 1986. – 240 с.
Демидова М.И. Что нового в стандартах второго поколения по естественнонаучным дисциплинам/М.Ю. Демидова// Народное образование – 2010.-№5.-с.154-160.
Демидова М.И. Курс физики основной школы в стандартах второго поколения/М.Ю. Демидова// Физика - ПС.- 2010.- №16.-с.35-38.
Мыследеядельностная педагогика в старшей школе: новые формы работы с детьми (по материалам проекта Инновационная сеть Мыследеятельностная педагогика). – М.: АПК и ПРО, 2004. – 28 с.
Обновление содержания образования. Проблемы и перспективы/Серия: Экспериментальная и инновационная деятельность образовательных учреждений города Москвы. – М.: Центр Школьная книга, 2008. – 176 с.
Одинцова Н.И. Обучение учащихся средних общеобразовательных учреждений теоретическим методам получения физических знаний. Дисс.д.п.н.- М:МГПУ, 2002 - 411 с.
Слободчиков В.И. Инновации в образовании; основания и смысл./Исследовательская работа школьников научно-методический журнал.- М., 2004.-№2.
Скачать работу
В соответствии с требованиями Федерального Государственного Образовательного Стандарта второго поколения необходимо в учебный процесс по физике включить метапредметность.
Метапредметные методы – особый вид когнитивных методов обучения, которые представляют собой метаспособы, соответствующие метасодержанию эвристического образования. (А.В. Хуторской):
Метод смыслового видения.
Метод вживания.
Метод образного видения.
Метод графических ассоциаций.
Метод фонетических ассоциаций, комбинированный.
Метод символического видения.
Метод гипотез (рабочих, реальных).
Метод наблюдений.
Метод сравнений.
Метод эвристических бесед.
Метод ошибок.
Метод регрессии.
Метапредметные технологии – педагогические способы работы с мышлением, коммуникацией, действием, пониманием и рефлексией учащихся.
Метапредметные технологии, включенные в предметное преподавание, преобразуют сами учебные предметы и педагогический стиль.
Использование метапредметных технологий в преподавании традиционных учебных предметов позволяет демонстрировать учащимся процессы становления научных и практических знаний, переорганизовывать учебные курсы, включая в них современные вопросы, задачи и проблемы, значимые для молодежи.
Метапредметное обучение
Предполагает новые формы работы с детьми:
Антропологические экспедиции.
Турниры способностей.
Организационно – деятельностные игры.
Проекты.
Метапредметное обучение
Отечественная технология, позволяющая реально повышать качество образовательного процесса через работу со способностями учащегося.
Основные идеи метапредметного подхода:
Знания, в структуре познания играют роль знаков психики для ориентации в окружающем мире, являясь единицей метазнания.
Метазнания, выступающие как целостная картина мира с научной точки зрения, лежат в основе развития, интегрируя образное и теоретическое.
Метапредметность позволяет формировать целостное образное видение мира, избегая дробления знаний и дидактических дрессировок.
Мониторинг призван отслеживать индивидуальный уровень развития теоретического мышления.
Метапредметный подход при преподавании физики рассматривает использование интегрированных уроков с привлечением некоторых знаний обучающихся из смежных предметов (физика, химия, астрономия, география и др.) и обобщающих уроков.
Интегрированные уроки проводят с использованием следующих приёмов, например:
- При объяснении природы тока в электролитах Физика – 8 привлекают знания обучающихся об электролитической диссоциации и электролизе из курса химии.
- После объяснения условия плавания тел в жидкости в 7- 8 классах школьникам в качестве упражнения, предлагают задание: объяснить роль плавательного пузыря у рыб с точки зрения физики. Сведения полученные на уроках по другим учебным предметам, чаще всего используются в качестве опорных знаний, либо для выдвижения проблемы, либо для углубления, расширения и закрепления знаний.
- Перед изучением теплоты сгорания топлива по Физике-8 предлагают домашнее задание: повторить по учебнику Химия об энергетике процесса горения.
- Учащимся предлагают домашние задания по повторению ранее изучаемого материала по смежным предметам, необходимого для понимания вопросов, которые будут рассмотрены на следующем уроке. Задание должно быть конкретным. Организация такого повторения имеет свою специфику. Так, давая задание, нужно предварительно объяснить, как работать с опорным материалом (прочитать и усвоить, сравнить с тем явлением как описано и рассказано в учебнике, выписать в тетрадь определение, дать ответы на вопросы).
В любом из этих случаев используемый материал необходимо повторить, пользуясь по возможности теми формулировками и обозначениями которые были введены в смежном курсе. Если же обозначения иные, то необходимо показать идентичность.
Обобщающие уроки физики обладают большой возможностью для систематизации знаний и навыков в отработке программного материала. Повышается роль новой формы занятий – метапредметные семинары. Например, семинар по теме: Тепловые двигатели и охрана природы в 8 классе рекомендуется проводить учителям нескольких предметов (физика, химия, биология) (двигатели ветряные, электрические, H2 – водородные). Для подготовки и проведения семинара рекомендуется разбить ребят на группы.
В тексты физических диктантов, самостоятельных и контрольных работ рекомендуется учителям включать 1-2 вопроса из другой области знаний.
Развитие общеучебных умений и навыков школьников – важная задача модернизации процесса обучения.
Общеучебные умения – это умение работать с учебником, справочниками, составлять план, писать конспект, тезисы доклада, пользоваться различными источниками.
Эти умения нужны не только для успешного обучения в школе, но и для будущей трудовой деятельности в народном хозяйстве, на производстве, умением применять эти знания в незнакомых условиях.
Школьники формируют умения: пересказать содержание учебного параграфа, умело строить рассказ по картинке, сфоктазировать рассказ, устно рецензировать ответ учащихся, составлять простой план, сложный и т.д.
Общеучебные измерительные навыки – цена деления, округления чисел, пользование весами, приборами для измерения тока – успешным будет формирование этих умений, если все учителя будут это восполнять с 1-11 класс.
Кооперирование усилий учителей различных предметов в формировании у школьников навыков самообразования надо считать одним из перспективных направлений реализации метапредметности.
В ФГОС большое внимание уделяется проблеме обучения школьников естественнонаучным методам познания в процессе их исследовательской деятельности на основе межпредметных связей. Одной из форм организации исследовательской деятельности может быть курсовая работа.
Курсовая работа по физике может стать составной частью системы научно-исследовательской деятельности учащихся (например, в 8-9 классе). Выполнение курсовой работы ставит перед учениками ряд целей как образовательного, так и развивающего характера.
Учащиеся должны уметь:
формулировать проблему, цели и задачи исследования;
использовать разнообразные источники информации, а именно – научную, научно-популярную и учебную литературу, компьютерные обучающие программы, телекоммуникационную систему Интернет;
систематизировать и обобщать полученную информацию;
применять законы, теории в конкретных практических ситуациях;
различать причину и следствие;
планировать эксперимент для проверки выдвинутой гипотезы;
оценивать правдоподобность и значимость полученных данных;
оценивать соответствие теоретических выводов имеющимся данным.
Учащиеся должны научиться:
логично и доступно представлять свою работу в виде письменного теста;
оформлять работу согласно выдвинутым требованиям;
грамотно выражать свои суждения в словесной форме, отстаивать свою точку зрения, корректировать свои взгляды в свете убедительных аргументов;
составлять краткий, но выразительный доклад по результатам своей работы, включая в него иллюстративный материал.
Виды курсовых работ.
Таблица 1.
Виды работы
Содержание
Примеры тем
Реферативная
Аналитический обзор литературы;
Эволюция геоцентрической модели мира в древнегреческой философии.
поиск информации, её систематизация и обобщение.
Исследование соединений азота со степенью окисления +5.
Экспериментальная
Решение экспериментальной задачи;
Определение ускорения свободного падения.
Экспериментальная проверка теоретических закономерностей.
Исследование раздела облака пыли при его свободном падении.
Разработка экспериментальных установок для наблюдения интересных явлений.
Цвета тел и восприятие цвета.
Апробация новых экспериментальных установок и разработка методики постановки и проведения опыта с его помощью.
Проверка законов сохранения энергии и импульса при упругом и неупругом ударе.
Теоретическая
Решение теоретической задачи, исследование различных вариантов решения.
Исследование колебаний математического маятника методом компьютерного моделирования.
Межпредметная
Реализация межпредметных связей физика-химия, физика – астрономия, физика – математика, физика-биология.
Смена сезонов года на планетах Солнечной системы.
Требования к написанию и защите курсовой работы:
Курсовая работа должна иметь определённую структуру: титульный лист, содержание работы – план работы, введение, основная часть (включает несколько параграфов), заключение, список литературы. Названия частей, глав или параграфов выстраиваются в определённую логику, созвучную логике вашего исследования.
Во введении:
обосновывается выбор темы, её значимость;
формулируется цель исследования, отражающая результаты работы;
формулируются задачи исследования (можно в виде вопросов), т.е. те действия, с помощью которых может быть получен результат, достигнута цель (например, изучить литературу, разработать, создать и наладить экспериментальную установку, сделать вывод и т.д.).
В основной части даётся обзор литературы, отражающий краткую характеристику того, что известно по теме исследования. Далее в работе представляются собственные данные. Рабочие данные обрабатываются и в тексте представляют только самые необходимые, иллюстрирующие и характеризующие полученные результаты, на основе которых делаются выводы. Наиболее выигрышной является графическая форма представления. Полученные данные анализируются и устанавливаются и формулируются закономерности, обнаруженные в процессе работы.
В заключении кратко излагаются результаты работы. Выводы должны соответствовать целям и задачам исследования, т.е. показывать достижения работы.
Список литературы предлагается не менее трёх ссылок на литературу, в качестве источника информации могут упоминать также электронные ресурсы.
Защиту курсовых работ рекомендуется проводить в виде небольшого доклада, который обсуждается в присутствии учащихся: на недели физики, на конференциях, на специальных уроках, посвящённых защите курсовых работ.
В методике преподавания физики принято делить естественнонаучные методы познания на экспериментальные и теоретические. К первой группе относятся: наблюдение, измерение и эксперимент. Наиболее важные методы, относящиеся ко второй группе, это выдвижение гипотезы, моделирование, абстрагирование, идеализация, классификация и мысленный эксперимент.
Одним из путей решения проблемы обучения учащихся естественнонаучным методам познания является проектно-исследовательская деятельность.
Исследовательские работы могут быть различных типов: исследование какого-либо явления, построение установки для наблюдения какого-либо явления, создание модели какого-либо явления, повторение эксперимента, аналогичного историческому опыту и т.д.
Примеры выполнения исследовательских проектов различных типов.
Таблица 2.
Название проекта
Цель проекта
Задачи и содержание
Выводы
1. Исследование поляризации света.
Экспериментально получить значение углов полной поляризации световых волн (углы Брюстера) для различных диэлектриков.
Задачи:
- собрать установку, с помощью которой с достаточной точностью ( погрешность 3 градуса) можно измерить углы Брюстера для различных диэлектриков;
- убедиться, что эти углы для различных типов диэлектриков неодинаковы.
Согласно полученным данным углы Брюстера для полностью прозрачного стекла и для цветного одинаковы, следовательно, добавки, влияющие на цвет диэлектрика, не меняют его диэлектрической проницаемости. Различают углы Брюстера для пластин, сделанных из разных материалов. Следовательно угол полной поляризации зависит от материала диэлектрика.
2. Изготовление камеры Вильсона.
Изготовить камеру Вильсона, позволяющую регистрировать заряженные частицы.
Работа имеет достаточно большое теоретическое введение с описанием методов наблюдения заряженных частиц. В отчёте отражаются все этапы работы с подробным анализом всех полученных результатов.
В качестве вывода приводятся описания поведения заряженных частиц( по результатам видеосъёмки)
3. Исследование бинаурального эффекта.
Создание модели слуховой системы, позволяющей продемонстрировать наличие бинаурального эффекта, т.е. способность определять направление на источник звука.
Работа имеет достаточно большое теоретическое введение, описание строения слуховой системы. В данной работе достаточно ограничиться компьютером и в качестве генератора звука, и в качестве его приёмника.
Создание модели позволяет регистрировать разность хода звуковых волн при несимметричном расположении источника, что является основой бинаурального эффекта.
Исследовательский проект рекомендуется выполняться учащимися 7- 11 классов. Учителю рекомендуется совместно с ребятами разрабатывать методологический аппарат исследования – формулировать цели и гипотезы исследования, выбирать методы и определять этапы работы. Это оформляется в виде программы исследования. Далее начинается индивидуальная исследовательская работа или работ небольшой группы учащихся над одной темой.
Ведущими принципами в организации этой деятельности выступают принципы единства научности и доступности, добровольности и положительной мотивации, обеспечения познавательной самостоятельности и свободы в творческих проявлениях.
Наблюдение даёт возможность накапливать первоначальные данные об объекте исследования при минимальном воздействии на него исследователя. В результате регулярных наблюдений накапливается материал, который необходимо систематизировать, применяя метод классификации. Во время работы над проектом при проведении наблюдений обучающим рекомендуется:
1) заносить результаты в таблицу (табл. 3);
Таблица 3.
Примеры наблюдений природных объектов
Изучение явлений или процессы (цель)
Наблюдаемые критерии (задачи)
Гипотезы, выводы (постоянные или проверяемые)
Используемые приборы (оборудование)
Метеоры в ночном небе и фазы Луны
Движение небесных тел
Размеры, яркость, скорость движения и число метеоров
На все тела действует сила тяготения, под действием которой происходит движение
Телескоп, бинокль, рамка для подсчёта числа метеоров
Выделение пузырьков газа водными растениями
Фотосинтез
Концентрация кислорода и углекислого газа в воде
Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза
КПК Nova 5000 с датчиками, аквариум с водными растениями
Наблюдение и регистрация элементарных частиц
Радиоактивность
Число элементарных частиц
Существует определённый радиоактивный фон среды
Камера Вильсона, счетчик Гейгера
2) обобщать знания о методе наблюдения и записывать в общую схему организации наблюдений природных явлений;
Выбор цели → выбор объекта → описание ситуации (условия) → выбор единиц наблюдения (по каким критериям исследуется явление или процесс) → ограничение наблюдение определёнными рамками (требования у условиям наблюдения; к наблюдателю) → выбор определённого языка, символов, формы фиксации результатов, фактов, выводов.
3) отрабатывать навыки наблюдения за природными объектами самостоятельно и оформлять в виде отчётов (протоколы наблюдений, дневники наблюдений, исследовательские проекты и т. п.)
Для объективной проверки гипотезы рекомендуется применять эксперимент в работе над проектом. Примеры экспериментов, проводимых учащимися при работе над исследовательскими проектами, могут быть следующие:
поглощение лучей видимого спектра при прохождении через спиртовую вытяжку хлорофилла;
зависимость роста и развития растений от условий среды (например, влияние компьютерного излучения);
влияние химических веществ (например, никотина) на физические параметры тканей зубов и дёсен;
влияние радиационного фона на рост колоний бактерий и плесневых грибов.
При проведении эксперимента в ходе проектной деятельности учащимся рекомендуется многократное повторение эксперимента и запись результата в общую схему постановки эксперимента.
Постановка задач (на основе гипотезы или теории) → создание конкретных условий эксперимента и их контроль → определение границ, управляемых изменением условий → многократные повторения эксперимента → интерпретация результатов эксперимента → интерпретация результатов эксперимента и сопоставление их с предвиденными.
Метод эксперимента тесно связан с моделированием и служит для объективной проверки границ применимости теории в действительности.
С моделированием тесно связан метод идеализации – мысленное конструирование понятий об объектах, которых нет в реальном мире, но есть их близкий прообраз или аналог (идеальный газ, математическая точка, химический элемент и т.д.). Рекомендуется создавать учащимся модели в ходе проектной деятельности для изучения физических процессов, идущих в биологических системах. Например, создав модель установки для изучения кровообращения, учащиеся могут сравнивать скорость движения воды и вязких жидкостей (например, растительного масла). Изменение цветового восприятия глаза, пораженного катарактой, учащиеся анализируют с помощью модели катаракты, состоящей из источника света, дифракционной решетки, кюветы, куда наливается сначала прозрачная вода, после этого – чай и, наконец, мутная взвесь мела в воде, имитирующая помутнение или пожелтение хрусталика.
По итогам проектно-исследовательской деятельности рекомендуется проводить научную конференцию учащихся, уроки семинары, в рамках которой заслушиваются все отчёты.
В процессе исследовательской деятельности на основе межпредметных связей учащиеся овладевают методами естественнонаучного познания, которые располагаются на трёх ступенях познания:
эмпирическое исследование конкретного предмета;
восхождение от чувственно-конкретного к абстрактному (познание сущности предмета);
возращение к предмету исследования на основе знания о его сущности, т.е. восхождение от абстрактного к теоретически конкретному понятию предмета.
Рекомендации для учителей физики:
Продолжить работу:
по организацию проектно-исследовательской деятельности учащихся на основе межпредметных связей;
по созданию банка электронных образовательных ресурсов, применяемых на уроках физики.
Применять в учебном процессе современные технологии развивающего обучения.
Обратить особое внимание на применение исследовательского метода при выполнении лабораторных работ и эксперимента учащимися.
При конструировании уроков использовать:
знания учащихся из смежных предметов;
групповые, коллективные и индивидуальные формы обучения;
на уроках опору делать на самостоятельную деятельность учащихся;
проводить интегрированные уроки естественнонаучного цикла;
проводить разноуровневые дифференцированные работы на уроках и в домашних условиях, включать задания на основе межпредметных связей.
Литература.
Громыко Н.В. Способы обновления знаний. Эпистемотека: Руководство для управленцев и педагогов. – М.: Пушкинский институт, 2007. – 184 с.
Давыдов В.В. Проблема развивающего обучения. – М.: Педагогика, 1986. – 240 с.
Демидова М.И. Что нового в стандартах второго поколения по естественнонаучным дисциплинам/М.Ю. Демидова// Народное образование – 2010.-№5.-с.154-160.
Демидова М.И. Курс физики основной школы в стандартах второго поколения/М.Ю. Демидова// Физика - ПС.- 2010.- №16.-с.35-38.
Мыследеядельностная педагогика в старшей школе: новые формы работы с детьми (по материалам проекта Инновационная сеть Мыследеятельностная педагогика). – М.: АПК и ПРО, 2004. – 28 с.
Обновление содержания образования. Проблемы и перспективы/Серия: Экспериментальная и инновационная деятельность образовательных учреждений города Москвы. – М.: Центр Школьная книга, 2008. – 176 с.
Одинцова Н.И. Обучение учащихся средних общеобразовательных учреждений теоретическим методам получения физических знаний. Дисс.д.п.н.- М:МГПУ, 2002 - 411 с.
Слободчиков В.И. Инновации в образовании; основания и смысл./Исследовательская работа школьников научно-методический журнал.- М., 2004.-№2.
