Проектно-исследовательская деятельность студентов при изучении физики. . Работа №31748

Проектно-исследовательская деятельность студентов при изучении физики.

«Налови мне рыбы — и я буду сыт сегодня; 
а научи меня ловить рыбу — так я буду сыт до конца жизни»

Японская пословица

В современном мире постоянно ускоряется процесс появления новых знаний, возникает потребность в новых профессиях, в непрерывном повышении уровня образования.

Поэтому образование сегодня решает очень важную задачу – подготовку подрастающего поколения к жизни в быстро меняющемся информационном обществе. Сейчас уже недостаточно обеспечить обучающихся определённой суммой знаний, важнее научить их добывать знания самостоятельно.

Но в последнее время наблюдается снижение интереса студентов к обучению вообще, что приводит к падению качества знаний. Учеба – это нелёгкий труд, требующий от обучающихся силы воли, настойчивости, терпения, трудолюбия, специальных умений.

Ещё одна важная причина снижения качества знаний – однообразие и монотонность учебных занятий, отсутствие ярких впечатлений, изменений событий. Процесс обучения превращается в загрузку памяти обучающихся большим количеством правил, формул, терминов. Студент не учится думать, а привыкает, что всё даётся в готовом виде.

Поэтому в образовательный процесс необходимо широкое внедрение альтернативных форм и способов ведения образовательной деятельности. Одной из таких форм является учебная исследовательская деятельность. Исследовательская деятельность формирует у студентов умения и навыки практического применения теоретических знаний, развивает мышление, логику, учит постановке целей, задач и поиску способов их достижения, требует освоения различных методов. Поскольку это приобретается на основе собственного опыта, то приводит к более глубокому осмыслению полученных знаний.

Физика – наука экспериментальная. В основе её лежат наблюдения и опыты, и организация исследовательской деятельности при изучении физики – необходимый фактор, позволяющий повысить интерес обучающихся к физической науке, сделать её увлекательной, занимательной и полезной и осознать, что физика – это не страшно, физика – это интересно.

            Для успешной исследовательской деятельности необходимо выработать у студентов элементарные навыки этой работы и пробудить интерес к исследовательской работе.

Исследовательская деятельность обучающихся многогранна и организовать её можно на любом этапе обучения: при изучении теории; решении задач; проведении демонстрационного эксперимента; выполнении лабораторных работ. Так как на первый курс техникума приходят обучающиеся уже с определённым запасом знаний по физике, то на вводном занятии преподаватель даёт задание исследовательского характера. Студентам предлагается составить кроссворд, в котором ключевым словом будет фамилия самого студента. Обучающиеся должны не только грамотно сформулировать вопросы кроссворда, но и знать ответы на них. Поиск ответов на такие вопросы заставляет студентов обращаться к учебнику, дополнительной литературе, сети Интернет.

К проектно-исследовательской деятельности относится, и экспериментальная работа студентов. Компьютерная техника позволяет сделать преподавание физики более наглядным и более интересным. Кроме того, такие науки, как физика, химия, биология не могут быть хорошо изучены без эксперимента. Поэтому значительную часть времени учебного занятия преподаватель отдаёт опытам. Это, в первую очередь, фронтальный эксперимент, где планируется исследовательская работа в парах или в группах. Такие работы могут проходить по следующему плану:

Сообща

ется

студентам проблем

а

, для решения которой проводится

эксперимент

.

Знания обучающимся не сообщаются, т.к. обучающиеся самостоятельно их получают в процессе исследования.

Средства для достижения результатов обучающиеся выбирают сами, т.е. становятся активными исследователями.

Преподаватель управляет процессом исследований.

Например, при изучении темы «Работа и теплота как формы передачи энергии» задаётся вопрос: как можно изменить температуру тела без передачи тепла? Предлагается набор оборудования: алюминиевая проволока, пробирка с водой. С проволокой решают проблему быстро: в результате многократного сгибания и разгибания проволока нагревается. Делают вывод, что изменить температуру тела можно путём совершения работы. Далее решается вопрос с нагреванием воды. Для этого проводится исследовательская лабораторная работа «Нагревание воды путём совершения работы». Получают ещё одно доказательство того, что внутреннюю энергию тела можно изменять, совершая работу.

Использование исследовательского метода при изучении нового материала. В ходе исследовательского занятия присутствуют все этапы, характерные для реализации любого исследовательского проекта:

В процессе беседы формулируется проблемный вопрос, актуализируются необходимые для дальнейшего исследования знания, ставятся цели и задачи работы.

(Испарение и конденсация. Проблема: от каких величин зависит скорость испарения. Соответственно проблеме ставится цель и задачи)

2. Посредством мозгового штурма выдвигается гипотеза исследования. (Скорость испарения может зависеть от: площади свободной поверхности, от температуры, от рода жидкости, от скорости ветра)

3. Выбирается метод исследования. Этот выбор может быть осуществлен в ходе фронтальной беседы, самостоятельного обсуждения проблемы и гипотезы в группе или же сформулирован преподавателем. (Наблюдение испарения разных жидкостей, испарения одной и той же жидкости при разных температурах и т.д.)

4. Обучающиеся, работая в группах, ведут поиск решения выдвинутой проблемы. Затем анализируют полученный результат и делают выводы о своей работе. (Каждая группа проводит свое исследование, обобщает, делает вывод)

5. Каждая группа представляет результаты своей работы в виде устного сообщения.

6. Подводятся итоги работы, и дается оценка деятельности каждой группы.

Исследования можно проводить даже при решении задач. Например, решение задачи на закон сохранения импульса. С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1м/с, ныряет мальчик массой 50кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает со скоростью 2м/с?

Предварительно проводится анализ условия, выделяются главные элементы, повторяется закон, составляется план решения, правильно подобрав методы решения. Задачи на ЗСИ предполагают наличие рисунка, на котором будут изображены векторы скоростей тел до и после взаимодействия. Возникает проблема: во-первых, откуда прыгает мальчик: с кормы или с носа лодки? Во-вторых, куда будет направлена скорость лодки после прыжка? Далее прогнозируем результат.

Любая задача должна иметь элемент новизны, чтобы не привести к ослаблению развивающей стороны решения задач. Необходимо учить студентов решать задачи разными методами, как стандартными, так и не часто использующимися в практике. Полезно одну и ту же задачу решать разными способами, это приучает обучающихся видеть в любом физическом явлении разные его стороны, развивает творческое мышление. А если задачу немного изменить, то обучающиеся, не найдя схему или алгоритм, будут решать задачу с использованием исследовательского подхода. Знания, приобретенные в результате собственного поиска, становятся основой для получения новых знаний.

Основные общедидактические приемы, используемые при решении задач: анализ, сравнение, обобщение и систематизация, выдвижение гипотез, перенос знаний в новую ситуацию, поиск аналога для нового варианта решения проблемы, доказательство или опровержение гипотезы, планирование исследования, оформление результатов исследования.

Преподавателю необходимо научить обучающихся выделять элементы исследовательского подхода в структуре решения любой физической задачи, используя при этом метод эвристических вопросов, сравнений, наблюдений, версий и выводов; научить обучающихся проводить аналогию между элементами решения задачи и элементами исследовательской деятельности.

Но больше всего возможности применять методы исследования, конечно же, дают лабораторные работы. Традиционное выполнение лабораторной работы предполагает следование определённой инструкции или алгоритму. Но, тем не менее, в каждой такой работе есть элементы исследования, что способствует развитию интеллектуальных и мыслительных способностей обучающихся. Ведь при выполнении лабораторной работы обучающиеся должны не только произвести необходимые наблюдения, измерения, вычисления, но и сделать определённые выводы, сопоставления, построить графики и т.д. Кроме того, обучающиеся должны найти ответы на контрольные вопросы профессиональной направленности.

Например, в лабораторной работе по теме «Измерение поверхностного натяжения жидкости» предлагаются вопросы:

для сварщиков: Если внести в пламя газовой горелки конец тонкой медной проволоки, то он, через некоторое время, начнёт плавиться. Какую форму будет принимать расплавленный конец проволоки и почему?

для техников и трактористов: Бензиновые капиллярные фильтры пропускают бензин, но не пропускают воду. Какая из этих жидкостей должна смачивать фильтры? Почему?

для зоотехников: Какую роль играют капиллярные явления в сельском хозяйстве и в биофизике живого организма?

На лабораторных занятиях решаются многие учебные задачи:

подтверждение справедливости изучаемых законов (например, проверка закона Ома для полной цепи);

овладение методами измерения физических величин (измерение мощности лампочки, кпд электрического чайника);

привитие умений пользования измерительными приборами (динамометром, весами, амперметром, вольтметром);

изучение устройства и принципа действия физических приборов (модели электродвигателя, электромагнита);

выработка умения чтения электрических схем.

Участие студентов в работе научно – исследовательского общества ещё одно средство повышения интереса к изучению физики. Областью деятельности НИСО является оказание поддержки студентам в научно-исследовательской работе, самообразовании и повышении уровня профессиональных знаний; содействие в расширении диапазона научно-исследовательской деятельности студентов; повышение качества образования.

При выполнении проектно-исследовательских работ студенты изучают научные публикации, монографии, осуществляют поиск новинок науки и техники, т. е. проходит серьезная работа с литературой. Приобщаясь к научному поиску, обучающиеся учатся ориентироваться в огромном мире научных книг, журналов, пособий. Они учатся классифицировать собранный материал, обрабатывать, анализировать его, обобщать и делать выводы. Студенты обучаются умению излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. Вся эта работа ведет к переосмыслению, обогащению и углублению знаний, полученных на уроках физики.

Изучение физики через организацию исследовательской деятельности помогает обучающимся получить бесценный опыт, овладеть методами научного познания, способствует формированию осознанных и оперативно используемых знаний, формирует потребность саморазвития.

Практика показывает, что проектно-исследовательская деятельность реально способствует формированию нового типа студента, который обладает набором умений и навыков самостоятельной и конструктивной работы, владеет способами целенаправленной деятельности, готов к сотрудничеству и взаимодействию, наделен опытом самообразования. Молодые люди, способные принимать адекватные, быстрые, продуманные решения могут обеспечить себе достойную жизнь и высокий уровень социализации.

Литература

Артамонова И.И. Общее положение организации исследовательской деятельности учащегося. // Научно-исследовательская деятельность ученика и учителя. Сборник статей. / Под ред. М.А. Булавиной. – Омск: ООИПКРО, 2004.

Савенков А.И. Исследовательское обучение и проектирование в образовании. – Исследовательская работа школьников, 2004, № 1.

Леонтович А.В. Об основных понятиях концепции развития исследовательской и проектной деятельности учащихся. – Исследовательская работа школьников, 2003, № 4.

Алексеев Н. Г., Леонтович А. В. Критерии эффективности обучения учащихся исследовательской деятельности Развитие исследовательской деятельности учащихся: Методический сборник. М.: Народное образование, 2001. 272с.

Лебедева О. В. Принципы организации исследовательской деятельности в учебном процессе по физике в средней школе / О. В. Лебедева //Наука и школа. 2012. N4, с 113–116.

Лернер

И. Я. Проблемное обучение

— М.: Знание. 1974. 64с

Обухов А. С. Исследовательская позиция и исследовательская де

ятельность: что и как развивать.

Исследовательская деятельность школьников, 2013.N4, с18–23

Альникова

Т. В. Организация проектно-исследовательской деятельности при обучении физике // Вестник ТГПУ.

Вып

. 6 (5

7) серия: естественные и точные

науки. — Издательство ТГПУ, 2016.