проектно-исследовательская деятельность в сельской школе

Проектно-исследовательская

работа по физике

в сельской школе

Подготовила:

учитель физики

МОУ Щербаковская СОШ

Шевченко Вера Евгеньевна

2012 год

…Для того, чтобы усовершенствовать ум,

надо больше размышлять, чем заучивать.

Р. Декарт

Современная система образования переживает период переосмысления направлений развития образования, общих целевых установок, а также методов и средств их достижения. На смену индустриальному обществу идет информационное общество. Поэтому умение работать с информацией, находить нужную информацию становится жизненно важным для любого специалиста. Умение работать с информацией предполагает умение оценить ее значимость, умение выявлять с ее помощью новые проблемы, выдвигать гипотезы, определять методы и средства решения проблем.

Сегодня в сфере образования набирают силу новые критерии оценки качества образования, учитывающие динамику развития каждого учащегося. Это связано с нарастающей скоростью перемен в обществе: меняются государства, технологии, уклад жизни, появляются новые продукты и потребности, меняются формы работы. Согласно «Федеральной целевой программе развития образования», каждый ученик по окончании школы должен знать и владеть методами проектной деятельности.

Современные методы проектирования направлены на то, чтобы заставить проектировщика «думать вслух» и интегрироваться в своем мышлении с мышлением других позиционеров в процессе коллективного проектирования. Основное преимущество таких методов в том, что участники процесса проектирования могут следить за происходящими изменениями и участвовать в них, сообщая друг другу факты и оценки, выходящие за пределы компетенции каждого отдельно взятого проектировщика.Наиболее успешными становятся люди, которые могут за ограниченное время создать уникальный продукт или услугу, перестроится и овладеть новыми методами работы, предложить неординарный выход из проблемной ситуации, то есть реализовать определенные компетенции. Необходимость быстрого поиска решения возникающих производственных и научных задач привела к распространению проектно-исследовательской деятельности как технологии решения проблем. В соответствии с этой тенденцией в стандарте второго поколения сформулированы новые типы планируемых результатов обучения, такие как проведение исследований и проверка гипотез. Понятно, что успешных и компетентных специалистов можно получить, только если формировать их со школьной скамьи. В результате исследовательская и проектная деятельность учащихся необратимо станет одной из важнейших форм современного образования. Специалисты четко отделяют проектную деятельность от исследовательской. «Исследование – процесс поиска неизвестного, новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека…».

Слово  «проект»  в  переводе  с  латинского  означает  «брошенный  вперёд»,  т.е.  метод  проектов  предполагает  решение  какой-то  проблемы  обязательно  с  выходом  на  конечный  результат. «Проектирование – это не творчество в полной мере, это творчество по плану в определенных контролируемых рамках». На практике учителя чаще всего создают с учениками работы, которые называют проектно-исследовательскими или исследовательскими проектами, так как деятельность учащихся связана с решением творческой, исследовательской задачей с заранее неизвестным решением, но содержит элементы проектирования, поскольку необходимо выдвигать какие-либо гипотезы, т.е. предполагать, проектировать. Исследовательская работа школьника, как правило, не вносит новизну в науку, а повышает уровень знаний самого исследователя.

Отсюда важность приобщения к исследовательской, поисковой деятельности уже в общеобразовательной школе. Овладение учащимися навыками исследовательской деятельности происходит поэтапно. Приобщаясь к научному поиску, ребёнок учится ориентироваться в огромном мире научных книг, журналов, пособий. Он овладевает методикой лабораторных исследований. Учится классифицировать собранный материал, обрабатывать, анализировать его, обобщать и делать выводы. Он обучается умению излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. Желание исследовать появляется в ученике, когда он чувствует свою успешность в этом процессе, а это во многом зависит от учителя, его умения организовать деятельность, показать её ценность, признать значимость достигнутых результатов ученика в глазах сверстников, окружающих.

Чем же привлекает метод проектов? Во-первых – это самый доступный способ познакомить учащихся с достижениями современной науки и практическим применением полученных знаний. А во-вторых, это использование межпредметных связей.Для развития и формирования исследовательских умений используются следующие дидактические принципы:•    научности,•    систематичности,•    последовательности,•    прикладной направленности,•    сознательности и творческой активности.

  Возможности  для  проектно-исследовательской  деятельности  есть  в  каждом  учебном  предмете.  И, разумеется,  в  физике  она  имеет  широкое  поле  применения,  начиная  с  7  класса.  Конечно,  проекты,  которые  могут  подготовить  семиклассники,  нельзя  сравнить  с  продуктом  труда  старших  ребят.  Однако  пути  подготовки  и  защиты  проекта  те  же:      — постановка  проблемы  исследования ;      —формулирование  гипотезы ;      —планирование  исследовательских  действий ;      —сбор  данных (факты, наблюдения, доказательства), их  анализ  и  синтез;      —подготовка  и  написание  сообщения;      —выступление  с  сообщением ;      —построение  выводов, заключений.        Поэтому  навыки  работы  по  реализации  проектов,  приобретённые  в  7-8  классах,  помогут  учащимся  ставить  в  старших  классах  более  серьёзные  проблемы  и  успешно  решать  их. 

К  проектно-исследовательской  деятельности  относится,  и  экспериментальная  работа  учащихся.  Появление  компьютерной  техники,  интерактивной  доски,  видеопособий  значительно  обогатило  арсенал  средств,  позволяющих  сделать  преподавание  физики  более  наглядным,  а  следовательно,  и  более  интересным.  Однако  нельзя  отрицать  тот  факт,  что  такие  науки,  как  физика,  химия,  биология  не  могут  быть  хорошо  изучены  без  эксперимента.  Поэтому  значительную  часть  времени  урока  (там,  где  это  возможно)  нужно стараться отдать  опытам.  Причём  таким,  в  которых  участвует  каждый  ученик  независимо  от  уровня  своей  подготовки.  Это,  в  первую  очередь,  фронтальный  эксперимент,  где  планируется  исследовательская  работа  в  парах  и  в  группах.  Во-вторых,  это  домашние  творческие  задания  экспериментального  характера,  такие,  как  выращивание  кристаллов  поваренной  соли  или  сахара  из  их  насыщенных  растворов,  определение  скорости  приземления  кошки  при  её  прыжке  со  стола  на  пол,  расчёт  собственной  средней  скорости  бега  на  короткие  и  длинные  дистанции,  а  также  на  лыжах,  коньках (по  материалам  школьных  олимпийских  игр),  изготовление  электромагнита  и  исследование  зависимости  силы  его  притяжения  от  количества  витков  проволоки,  величины  силы  тока,  определение  давления  на  землю  человека  в  разной  по  форме  обуви (ботинки,  тапочки,  туфли  на  каблуке,  валенки),  определение  зависимости  давления  внутри  жидкости  от  высоты  её  столба  и т.д.             Дети  всегда  с  интересом  выполняют  эти  задания  и  рады  поделиться  со  всеми  своими  наблюдениями  и  результатами.

Исследовательская работа учащихся начинается с постановки проблемы. При этом могут реализовываться следующие цели:

углубление и расширение знаний учеников,

привитие вкуса к исследовательской работе,

развитие познавательного интереса,

формирование исследовательских умений (например, таких, как видение структуры проблемы, прогнозирование, анализирование имеющейся ситуации, высказывание гипотез, планирование, сведение задачи к совокупности подзадач, конструирование, корректирование своих действий в соответствии с целью).

Предметом ученического исследования является «переоткрытие» уже открытого в науке. Вместе с тем для ученика выполнение исследовательского задания является познанием еще непознанного. Можно выделить следующие структурные элементы исследовательской деятельности учащихся: накопление фактов, выдвижение гипотезы, постановка эксперимента, создание теории.

Выделение именно этих основных моментов при организации исследований учащихся связано с особенностями творческого процесса. Процесс научного творчества является циклическим, состоящим из звеньев: исходные факты → гипотеза → следствия → эксперимент → исходные факты. В современных условиях обучения представляется возможным осуществить изучение некоторых тем, используя не только логику и язык науки, но и ее исследовательский момент. Именно знакомство учащихся с методами исследования природы является одной из основных задач учителя физики.

Задания исследовательского характера вызывают усиленный интерес у учащихся, что и приводит к глубокому и прочному усвоению материала. При традиционной системе обучения практическая работа учащихся проводится, как правило, с целью закрепления теоретического материала и выполняется в соответствии с предложенной учителем инструкцией.

Необходимость активизировать умственную деятельность учащихся и развить их самостоятельность привела к использованию практических работ в качестве источника новых знаний. В этом случае создается конкретная возможность говорить о субъективном присвоении знаний, так как теперь самостоятельная работа учащихся носит не исполнительский, а исследовательский характер. Итогом работы на уроке становятся выводы, самостоятельно полученные школьниками как ответы на проблемный вопрос учителя. Активность учащихся определяется внутренними побудительными силами. Причем умственную активность сопровождает эмоциональный настрой, что приводит к развитию интереса к знаниям.

1. Система в работе

Как и в любом ином серьёзном деле, работа в ПрИД должна быть хорошо продумана и спланирована. При этом очень важно сочетание разнообразных форм работы: исследовательских микрозаданий на уроках и в домашних условиях, проектно-исследовательской деятельности и различных видов внеклассных мероприятий, где ПрИД включается одной из составляющих.

При этом не надо забывать, что ПрИД – одна из оставляющих в общей системе работы при изучении физики, но в то же время – это важнейшая составляющая. И вот почему. Для успешного усвоения учебного материала, на наш взгляд, совершенно необходимы два фактора: любовь к изучаемому предмету и возможность самореализации в нём.

2. Мотивация

Как добиться того, чтобы ПрИД была интересна для большинства учащихся? – по-видимому, это одна из главных проблем. Проекты выполняют практически 100% наших учащихся. Мы считаем, что нам удалось решить её за счёт системного подхода к самой проблеме и, в первую очередь, удачной подборкой тем микропроектов. О системе в работе речь пойдёт ниже, а пока остановимся на формировании тематики микропроектов.

3. Тематика

Необходимо располагать достаточно большим набором разнообразных по характеру тем микропроектов для учащихся с самыми разными склонностями и предпочтениями.

4. Оценивание

Выполняющие проекты должны чётко представлять, что именно ценится в самой работе. К сожалению, большинство детей о проектной деятельности имеет весьма отдалённое представление, считая её сродни реферативной работе в самом примитивном виде последней, когда требуется всего лишь найти в сети Интернет какую-либо статью по данной теме, скачать и распечатать её (порой даже не читая при этом).Нужно на конкретных примерах объяснить что, на наш взгляд, заслуживает высокого звания. 1. Если работа экспериментальная, то необходимо самостоятельно собрать установку и выполнить сам эксперимент, составив отчёт о проделанном. 2. Если же работа теоретическая, во время её защиты нужно не только рассказать о том, что прочитано в книгах, статьях или на сайтах, но и объяснить, что же именно добавлено автором микропроекта к тому, что было первоначально в исходных материалах. Иначе «проект» будет носить лишь реферативный характер. Конечно, и от таких работ нельзя отказываться полностью, ведь есть отдельные учащиеся, для которых пока посилен лишь такой вид деятельности (постепенно они смогут разобраться в специфике ПрИД и подняться на более высокий уровень).

Руководство работой

Ещё одна серьёзная проблема – как суметь осуществить руководство большим количеством работ одновременно. Даже беглый просмотр их требует значительного времени, а уж если нужно ещё и проконсультировать каждого, то задача, на первый взгляд, становится практически невыполнимой… Основные её этапы, сроки и виды деятельности должны быть оговорены.

- подготовительный этап;

-поисковый этап;

-обобщающий этап;

-заключительный этап;

-реализация проекта

1. Подготовительный этап является наиболее ответственным: учителю важно заметить и поощрить отдельные, иногда даже малозаметные, успехи учащихся. И здесь нужен исключительный такт в оценке работ ребят, ведь случается, что отдельные бросающиеся в глаза недочёты (например, не слишком эстетичное оформление работы) не позволяет заметить в ней главное.Вот что писал по этому поводу академик П.Л.Капица: «При конструировании приборов надо, как мне кажется, обратить внимание на выявление творческих способностей детей и давать им максимальную возможность проявить свои изобретательские склонности, хотя бы и в мелочах. Гораздо лучше прибор, который построен кустарно, самыми простыми средствами, но остроумно и самостоятельно, чем точная и аккуратная копия из курса физики, сделанная тем же учеником». И хотя эта позиция высказана великим учёным почти 70 лет назад (из отзыва о выставке «Юные техники – школе», 1940 г.), она не потеряла до сих пор своей актуальности.Темы и цели работ на этом этапе достаточно стандартные, например, вскипятить воду в бумажной коробочке или изготовить электроскоп. Однако уже при выполнении таких заданий нередко проявляются наиболее ценные качества физика-экспериментатора: огромное желание, терпение, смекалка, умение взаимодействовать с товарищами и родителями. Уже первые опыты позволяют выявить своеобразных лидеров-экспериментаторов. Причём нередко их средняя оценка за ответы по теоретическим вопросам и решению задач может быть ниже «4». И довольно быстро начинает изменяться статус ученика: из серого «троечника» он может неожиданно для одноклассников, а порой и для учителей, превратиться в знаменитость местного масштаба.

2. Во время поискового этапа учащимся важно не ошибиться в выборе темы микропроекта, чтобы она оказалась им по силам. Многие темы выглядят на первый взгляд весьма привлекательно, и дети могут просто не заметить, что работы рассчитаны на более подготовленных учащихся. Задача учителя – заранее подсказать ученику, что для выполнения подобных микропроектов необходима более солидная математическая подготовка и более глубокие знания основных законов физики.

3. Обработка собранного материала

На этом этапе также важно суметь подсказать учащемуся, что же из собранного имеет смысл включить в саму работу. Полезно бывает напомнить мнение знаменитого американского физика Ричарда Фейнмана: «Истина всегда оказывается проще, чем можно было предположить».

4. Защита проекта

Она проходит в торжественной, праздничной форме. Бо’льшая часть микропроектов представлена в программе Power Point, часто включает в себя видеофрагменты экспериментов.

Самостоятельное исследование по определенной теме, особенно в том случае, если за ним следует отчет о его результатах перед всем классом, вызывает глубокий интерес учащихся и желание работать. Сама методика построения урока способствует поддержанию и развитию интереса к познавательной деятельности: есть «свой» закон, который надо получить, обосновать, подтвердить опытом, определить его жизненную значимость, и сделать все это достоянием всех учащихся класса. Причем желательно сделать не хуже, чем другие группы, а даже лучше. Разумное соревнование приводит к «присвоению» учащимися не только деятельности, но и результатов ее.

Физика является очень важным предметом. Именно на уроках физики применяются все методы научного познания: от наблюдений и опытов до экспериментальных исследований с анализом и выводами.Одним из путей формирования положительной учебной мотивации является проектная деятельность на уроках физики, потому что, полагаясь только на содержание материала, трудно заинтересовать учеников предметом.

Чтобы проект был успешным, необходимо выполнение следующих условий:

наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы или задачи.

практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов.

самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся.

Для правильной организации работы учащихся учитель должен сам владеть методами исследования и поиска, чтобы ребята смогли проявить себя в той или иной деятельности.

В качестве примера я хочу предложить проектную работу для учеников 10 класса как обобщение темы “Электрический ток в различных средах”.

Проект называется “Телевизоры”.

Проблема.

“Вы хотите купить новый телевизор. Какой телевизор лучше: плазменный или жидкокристаллический? Как сделать правильный выбор?”

Актуальность.

Разностороннее исследование проблемы, чтобы получить объективный результат: история создания, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

Цели проекта:

развитие умения поиска и выбора необходимого материала

развитие умения применять знания в различных ситуациях

развитие творческого мышления

Организация деятельности учащихся.

Ученики делятся на 2 группы, каждая из которых выбирает свой тип телевизора. В своей группе ученики выбирают, чем каждый будет заниматься. В течение недели ученики подбирают материал, а затем обсуждают его с учителем. Затем каждый ученик готовит небольшую презентацию (2-3 слайда) по своей части проблемы, а также оформляет буклет о своем типе телевизора.

Деятельность учителя.

Учитель координирует работу учеников, оказывает необходимую помощь в поиске и отборе материала, его оформлении и компоновке.

Когда ученики подготовят и оформят весь материал, учитель формирует его в большую презентацию с добавлением особого мнения (рефлексия).

Результаты проектной деятельности представляются на заключительной конференции, на которую приглашаются администрация школы, учителя и ученики старших классов.

Приведу примеры конкретных уроков, целиком посвященных исследовательской деятельности учащихся, используемой на уроке в качестве источника новых знаний.

1. 7 класс. Тема урока «Действие жидкости на погруженное тело».

Во время объяснения нового материала учащиеся ставятся в ситуацию исследователя. Учитель демонстрирует обычный опыт по растяжению пружины под действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде. В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы. Именно теперь учитель предлагает перейти к серьезному научному исследованию, т. е. выяснить, от чего зависит выталкивающая сила.

Всякое исследование начинается со сбора и обсуждения фактов. Такие факты постепенно накапливаются в ходе беседы, когда учащиеся вспоминают различные явления природы и случаи из повседневной практики. Это помогает им сформулировать проблему урока и выдвинуть гипотезу.

Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит от объема погруженного тела, от его веса (или массы), от плотности жидкости, от глубины погружения тела, от формы тела. Учителю не следует отбрасывать неверные предположения: каждая из гипотез нуждается в экспериментальной проверке. Для этого на каждом столе приготовлены: рычаг, укрепленный на штативе, 2 стакана с водой, тела одного объема, но разной массы (калориметрические тела), поваренная соль, линейка, тела одинаковой массы, но разного объема (алюминиевый цилиндр из набора калориметрических тел и картофелина, предварительно обвязанные ниткой).

Учащиеся постепенно подвешивают тела к рычагу, добиваются его равновесия, а затем, погружая тела в воду, проверяют все выдвинутые гипотезы. При этом ученики, самостоятельно исследуя характер зависимости между физическими величинами, анализируют свои наблюдения, делают выводы, которые и приводят к окончательному построению теории (выводу формулы). За теоретическим толкованием формулы архимедовой силы может следовать экспериментальная проверка формулы с помощью опыта с ведерком Архимеда. В конце урока учащиеся снова анализируют факты, предлагаемые либо учителем, либо самими учениками, например: «На какое из тел действует большая выталкивающая сила?», «Почему все водяные растения обладают мягкими, легко сгибающимися стеблями?» и т. д. Приводимые факты и их объяснения можно снова проверить на опыте.

Таким образом, цикл научного исследования, на путь которого вступили ученики, оказывается замкнутым. Активность учащихся при проведении данного исследования способствует осознанию зависимости между конкретным и абстрактным содержанием темы, между практической и теоретической сторонами деятельности.

Самостоятельное исследование по определенной теме, особенно в том случае, если за ним следует отчет о его результатах перед всем классом, вызывает глубокий интерес учащихся и желание работать. Сама методика построения урока способствует поддержанию и развитию интереса к познавательной деятельности: есть «свой» закон, который надо получить, обосновать, подтвердить опытом, определить его жизненную значимость, и сделать все это достоянием всех учащихся класса. Причем желательно сделать не хуже, чем другие группы, а даже лучше. Разумное соревнование приводит к «присвоению» учащимися не только деятельности, но и результатов ее.

Конечно,  новое  время  диктует  новые  подходы.  Меняется  в  лучшую  сторону  материальная  база  школ,  широко  внедряются  во  все  области  нашей  жизни  информационно-коммуникативные  технологии,  повсеместно  вводится  ЕГЭ  по  всем  предметам.  Но  внедряя  всё  новое,  надо  не  отметать,  а  использовать  проверенные  годами  и  даже  десятилетиями  старые  методы,  модернизируя  их,  наполняя  их  современным  звучанием.