Использование заданий исследовательского характера на уроках физики и во внеурочное время

Важнейшая проблема, волнующая всех учителей, перед образованием на всех его звеньях стоит задача существенного повышения качества и эффективности урока. Снижение уровня знаний учащихся в значительной степени объясняется качеством урока: однообразием, шаблоном, формализмом и скукой.  Ш.А. Амонашвили говорил, - что когда есть стандарт ведения урока «вся ответственность за такой урок лежит на невидимых плечах разработчиков  стандарта» Никто не требует отмены традиционных уроков как основной формы обучения  и воспитания учащихся. Речь идет о придании тому или иному виду деятельности оригинальных, нестандартных приемов, активизировать учащихся на уроках физики, повышающих интерес к знаниям, развивающих детей с учетом их возраста и способностей. Существует много видов проведения уроков и внеклассных мероприятий.[2]

Из нетрадиционных форм проведения занятий чаще всего можно применять уроки-исследования.

Организация проектной и исследовательской деятельности учеников возможна в любой школе. Задачи организации исследовательской деятельности под силу любому творческому учителю или группе заинтересованных учителей. Мы рассмотрим исследовательскую деятельность учащихся.

Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования 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 ис-следовательской деятельности, нормой ее проведения

Задачи привития интереса учащихся к физике расширение и углубление их  знаний и преставлений  о связи  физики с жизнью в учебно-исследовательской работе могут решаться по-разному. При большом разнообразии работы, деятельность учащихся чаще всего строится либо на теоретической основе - подготовка докладов, составление рефератов, решение задач, либо практическое изготовление моделей, приборов, наглядных пособий или учебно-исследовательской работы.[7]

Разумеется, определение этих заданий как исследовательских, имеет несколько условный характер, так как возможность школьного кабинета физики и уровень подготовленности учащихся даже в старших классах делают задачу проведения физических исследований не выполнимой. Поэтому к исследовательским, творческим следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые, неизвестные  для него закономерности или для решения которых, он должен сделать какие - то изобретения. Такое самостоятельное открытие известного  в физике закона или изобретение способа измерения физической величины не является простым повторением известного. Это открытие или изобретение, обладающее лишь субъективной новизной, для ученика является объективным доказательством его способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести необходимую уверенность в своих силах и способностях. И все  же можно решить эту задачу.

В частности, я на уроках физики ребятам предлагаю изобретательские, исследовательские задачи, задачи-открытия, задачи с недостатком и избытком данных. Создаю картотеку этих задач. Стараюсь предложить ребятам творческие задания, такие как: 1) определение закономерностей по предложенным фактам; 2) исправление ошибок; 3) сравнение; 4) установление причин явлений; 5) составление плана изучения или исследование системы; 6) решение противоречий и др. Ребятам нравятся такие задачи. Вот некоторые из них:

Пример 1

Оценить проект Сирано Де Бержерака "Как достичь Луны" (Э.Ростан "Сирано Де Бержерак").

Я изобрел шесть средств
Подняться в мир планет!
...Сесть на железный круг
И, взяв большой магнит,
Его забросить вверх высоко,
Докуда будет видеть око,
Он за собой железо приманит, -
Вот средство верное!
А лишь он вас притянет,
Схватить его и бросить вверх опять, -
Так поднимать он бесконечно станет!

Пример 2

Пусть каждый ученик вашего класса — молекула, а все вы вместе — скопление молекул. Что напоминает это скопление — газ, жидкость, твердое тело? Почему? Покажите, как расположены и ведут себя молекулы в газе, в жидкости, в твердом теле? (7 класс)

Представьте, что каждый из Вас – проводник. Создайте электрическую цепь из последовательно (параллельно) соединенных проводников. (8 класс)

Пример 3

Найдите вес воздуха в Вашей комнате, его массу (экспериментальная задача, 7 класс)

Исследуйте зависимость между силой тока, напряжением при параллельном соединении проводников (8 класс)

Пример 4

Найдите ускорение свободного падения на планете Юпитер. (Задача с недостающими данными).

Любая лабораторная работа в курсе физики – это тоже самостоятельное исследование. Например, «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках». Дети самостоятельно определяют, что в последовательно соединенной цепи сила тока одинакова на любом участке.

В старших классах в процессе выполнения творческих заданий применяются конспекты учебной информации, методики и алгоритмы, что позволяет непроизвольно запоминать основной материал темы, расширять и углублять его, а также развивать творческие умения и умения применять знания в практических ситуациях.

Конечно, в селе своя специфика работы. Трудность в том, что у большинства учащихся и их родителей получение хорошего образования не является важной жизненной целью и очень часто встречается негативное отношение к ребят, которые учатся на "отлично". Поэтому на уроках физики постоянно рассматривается практическое применение изучаемого явления или закона, подчеркивается единство законов живой и неживой природы, тем самым достигается целенаправленное изучение предмета, возникает интерес к предмету, появляется дух соперничества между учащимися, что, по-моему, является необходимым условием для роста личности.

Все это помогает развивать как сильного, так и слабого ученика, дает возможность непроизвольного запоминания учебного материала, расширяет, углубляет и систематизирует материал, развивает творческие умения и умения применять знания в практических ситуациях.

Несомненными преимуществами использования исследовательской работы являются высокая степень активности и самостоятельность учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений работы физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самими учащимися. Основы исследовательских работы постигают ученики 7-8 классов. В распоряжении учителя много методов, главное – не оттолкнуть детей сложностью заданий, обеспечить понимание ученикам выполняемой деятельности, то есть методы должны быть личностно ориентированными. Для того чтобы задания оказались для учащихся интересными и посильными, подготовка исследовательских и творческих работ  проводится на нескольких ступенях.

1 ступень. Познавательная компетентность. Выбор темы исследования, творческой работы, доклады. Ученик сам выбирает тему, ставит цель работы. Главное - научить делать это самостоятельно.  [ 1]

Например, мы в 7-х классах выбрали тему «Действие жидкости на погруженное тело».[3]

Цель: Изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин, развить навыки самостоятельной работы.

Учитель на этом этапе, как и на остальных, выполняет роль консультанта, помогая ставить задачи, планировать шаги к достижению цели.

2 ступень. Информационная компетентность. Подготовка теоретической основы работы. Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже повергался изучению, а исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший 287 г. до нашей эры. Учащихся предстоит задача « переоткрыть» его закон. И  так в путь. «Сначала нужно собрать факты и только  после этого связывать их мыслью»,- советовал нам Аристотель. На данном этапе учатся пользоваться научной литературой, алфавитным каталогом, энциклопедиями; кратко выписывать необходимую информацию использовать мультимедийные средства. В это же время ученики узнают, чем отличается доклад от реферата и т.д. Подготовка хорошего литературного обзора по любой теме – сложная работа для начинающего. Итогам этого этапа является доклад, в котором ученик должен показать актуальность данной темы. Коротко одно из них:  «Существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. Воды его настолько солены, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее. Закон Архимеда помогает поднимать затонувшие суда. Один из больших ледоколов  «Садко», по халатности капитана затонувший в Белом море в 1916 г. пролежал на морском дне 17 лет, его затем подняли понтонами, и снова вступил в строй. Оказывается, тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг из-за действия закона Архимеда в газах. Архимедова сила, действующая на тонну дерева, больше аналогической силы, действующая на тонну железа, в силу разности их объемов.

Жидкости на тело давят,               Надо знать   лишь вес воды,         

Вверх его все поднимают,             Что то тело вытесняет -

При этом силу создают.                 Все закон нам объясняет.

Что Архимедовой зовут!                Открыл его великий грек,

Ее считать умеем мы:                     Ему имя  - Архимед!

[5.6]