Научная статья на тему 'Методические особенности организации домашней экспериментальной исследовательской деятельности учащихся при обучении физике'

Методические особенности организации домашней экспериментальной исследовательской деятельности учащихся при обучении физике Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
294
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ / ШКОЛА / ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ / ВНЕУРОЧНАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ / FEDERAL STATE EDUCATIONAL STANDARD / SCHOOL / EXPERIMENT / EXTRACURRICULAR EXPERIMENTAL ACTIVITIES OF STUDENTS

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Шермадина Наталья Александровна

В связи с внедрением нового Федерального государственного образовательного стандарта целью образования является формирование у учащихся умения добывать и применять знания; планировать свою деятельность, анализировать, делать выводы и т.д. Одним из направлений реализации в отечественной системе образования этих требований является организация проектно-исследовательской деятельности учащихся, что при изучении физики в школе может осуществляться в виде экспериментальной исследовательской деятельности. Но организация экспериментальной, а особенно исследовательской, деятельности на уроке сопряжена со многими трудностями (нехватка оборудования, ограниченность во времени), поэтому необходимо больше времени уделять организации внеурочной экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, позволяющей свести к минимуму указанные выше недостатки и развивать экспериментально-исследовательские умения учащихся.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE METHODOLOGICAL FEATURES OF THE HOME EXPERIMENTAL RESEARCH ACTIVITIES OF STUDENTS IN LEARNING PHYSICS

In connection with the introduction of the new Federal state educational standard for the purpose of education is the formation of students ' ability to extract and apply knowledge; plan their activities, analyze, draw conclusions, etc. One of the directions of improving the national education system is the organization of experimental research activities of students in the study of physics at school, which results in the development of experimental research skills of students. But the organization of experimental activities, and especially research in the classroom is associated with many difficulties (lack of equipment, limited time), and therefore it is necessary to devote more time to the organization of non-timed experimental research activities of students, to minimize the above shortcomings.

Текст научной работы на тему «Методические особенности организации домашней экспериментальной исследовательской деятельности учащихся при обучении физике»

Педагогика

УДК: 53: 371.385.5

кандидат педагогических наук Шермадина Наталья Александровна

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Армавирский государственный педагогический университет» (г. Армавир)

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОМАШНЕЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

Аннотация. В связи с внедрением нового Федерального государственного образовательного стандарта целью образования является формирование у учащихся умения добывать и применять знания; планировать свою деятельность, анализировать, делать выводы и т.д. Одним из направлений реализации в отечественной системе образования этих требований является организация проектно-исследовательской деятельности учащихся, что при изучении физики в школе может осуществляться в виде экспериментальной исследовательской деятельности.

Но организация экспериментальной, а особенно исследовательской, деятельности на уроке сопряжена со многими трудностями (нехватка оборудования, ограниченность во времени), поэтому необходимо больше времени уделять организации внеурочной экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, позволяющей свести к минимуму указанные выше недостатки и развивать экспериментально-исследовательские умения учащихся.

Ключевые слова: образовательный стандарт, школа, физический эксперимент, внеурочная экспериментальная деятельность учащихся.

Annotation. In connection with the introduction of the new Federal state educational standard for the purpose of education is the formation of students ' ability to extract and apply knowledge; plan their activities, analyze, draw conclusions, etc. One of the directions of improving the national education system is the organization of experimental research activities of students in the study of physics at school, which results in the development of experimental research skills of students.

But the organization of experimental activities, and especially research in the classroom is associated with many difficulties (lack of equipment, limited time), and therefore it is necessary to devote more time to the organization of non-timed experimental research activities of students, to minimize the above shortcomings.

Keywords: the Federal State Educational Standard, school, experiment, extracurricular experimental activities of students.

Введение. Современная школа проходит этап модернизации вместе со всем образованием - внедряются новые ФГОС, разрабатываются новые средства и технологии, меняются подходы к организации процесса обучения. Согласно требованиям к результатам обучения, указанным в ФГОС, ученик должен овладеть «умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты...» [3]. Более конкретно это отражено в требованиях к предметным результатам по физике: «...приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов.» [3].

Это означает, что одним из важных концептуальных положений современной методики обучения физике является обязательность использования эксперимента - не только как средства обучения, но и объекта изучения, способа освоения экспериментального метода познания природы.

Уже на первых уроках физики учащиеся узнают о том, что знания об окружающем мире получают несколькими путями, одним из которых является эксперимент. Весь курс физики построен таким образом, чтобы учащиеся могли на уроках вести наблюдения и делать выводы при проведении учителем демонстрационного эксперимента, самостоятельной (или с помощью учителя) постановке опытов, осуществлении экспериментальных исследований [1]. Но только в рамках урока учитель не успевает обеспечить каждому ученику такой практический опыт. Поэтому организацию экспериментальных исследований, который в наибольшей степени эффективен при формировании проектно-исследовательской деятельности учащихся, лучше перенести на внеурочное время.

В ходе исследования мы определили особенности организации внеурочной исследовательской деятельности учащихся при обучении физике в школе по современным требованиям.

Изложение основного материала статьи. Несомненно, внеурочная экспериментальная деятельность учащихся должна быть связана с тем учебным материалом, который изучается на уроке: дополнять или углублять его. Кроме этого, ее организация должна удовлетворять определенным дидактическим требованиям:

> способствовать формированию экспериментально-исследовательских умений учащихся;

> должна являться частью системы организации учебно-познавательной деятельности учащихся;

> соответствовать целям, содержанию изучения учебного материала, при возможности - быть связанной с другими дисциплинами;

> способствовать формированию устойчивого интереса учащихся к предмету, их активности и самостоятельности;

> включать экономичные и простые в выполнении опыты и бытовые или самодельные приборы;

> иметь методическую поддержку (инструкции, рекомендации по порядку проведения и др.).

Одним из видов внеурочной экспериментальной работы учащихся, удовлетворяющих данным

требованиям, является домашняя экспериментальная деятельность учащихся.

Домашний физический эксперимент - это один из приемов самостоятельной работы учащихся, который выполняется учащимися без непосредственного контроля учителя и способствует формированию у учащихся самостоятельности, творческой активности, развивает мыслительную деятельность и интерес к предмету.

Основными особенностями организации экспериментальной исследовательской деятельности (внеурочной и организованной на уроке), на наш взгляд, являются:

1. Определение актуальности экспериментального исследования - создание учителем мотивационных условий, результатом которых будет возникновение у ученика вопроса или проблемы.

2. Постановка цели и проблемы исследования (учащимися совместно с учителем).

3. Определение методов исследования (совместно).

4. Составление плана деятельности учащихся (совместно).

5. Выдвижение гипотезы исследования (учащимися).

6. Подбор материалов и оборудования (совместно).

7. Проведение эксперимента (учащимися).

8. Формулировка выводов осуществляется исходя из цели исследования [1].

Данный вид деятельности будет способствовать формированию экспериментально-исследовательских умений, если учащиеся сами составляют план и определяют этапы выполнения эксперимента, отбирают необходимое оборудование, находят пути решения поставленных задач, делают выводы. Но в 7 классе (начало изучения физики) данные умения у учащихся еще не развиты, и учитель должен учитывать это при организации внеурочной экспериментально-исследовательской деятельности. Поэтому в основной школе домашние задания исследовательского характера должны преимущественно способствовать углублению уже приобретённых знаний, что позволит закрепить ранее изученный материал [2].

В старшей школе, когда приемы экспериментальной исследовательской деятельности уже отработаны, можно предлагать учащимся провести исследование до изучения данной темы на уроке. Тогда полученные экспериментальные данные и выводы, сделанные каждым учащимся, будут служить основой познавательного процесса на занятии по данной теме [2].

Важно, чтобы аспекты формирования исследовательских умений рассматривались при подготовке учителя физики, для чего в рамках курса методики обучения физики или спецкурса студенты должны выполнять проектные задания по разработке содержания проектов, апробировать их на практике. Приведенные ниже проекты - результат работы студентов АГПУ.

Рассмотрим подробнее особенности работы учителя на каждом этапе внеурочного экспериментального исследования на примере экспериментально-исследовательских заданий для учащихся основной школы и старшей школы (9 и 10 классы).

Исследование 1. «Исследование параметров, влияющих на частоту звуковых волн».

Данное исследование выполняется в домашних условиях в 9 классе, а его результаты могут служить основой для мотивации изучения и самого обучения знаний на следующем уроке или актуализацией знаний на обобщающем уроке.

1. Актуальность исследования определяется учителем вместе с учащимися на уроке в конце изучения темы «Источники звука. Звуковые колебания». Например, подведя итоги урока, напоминают о проделанном в начале урока учащимися фронтальном опыте: учащимся раздаются тела, которые зажаты в лапки штатива так, что при колебаниях издают звук (лучше металлические), и тела, которые его не издают (подвешенные нити), и просят их совершить колебания. В результате проведения опыта учащиеся должны были ответить на вопросы: Какое движение совершает звучащее тело? Какое выражение верно: 1) всякое звучащее тело колеблется или 2) всякое колеблющееся тело звучит?

После обсуждения отмечают, что тело издает звук, когда совершает колебания с определенной частотой. Следующий вопрос - от каких параметров зависит сама частота колебаний.

2. Исходя из актуальности исследования, формулируем вместе с учащимися цель исследования: исследовать параметры, влияющие на частоту звуковых волн.

3. После формулировки цели исследования при помощи наводящих вопросов (Что будет, если изменить длину тела? Чем отличаются звуки друг от друга? Какое тело издает более громкий звук? ...) определяем проблему исследования: выяснить, как изменяется частота звуковых волн при изменении длины колеблющегося тела и как она влияет на высоту и громкость звука.

Дальнейшая работа осуществляется учащимися в домашних условиях.

4. Учащиеся самостоятельно определяют методы исследования: 1) наблюдение; 2) проведение опытов; 3) анализ экспериментальных результатов.

5. Учащиеся определяют самостоятельно план деятельности. Это и будут частные задачи исследования.

6. Исходя из цели деятельности, учащиеся определяют гипотезу исследования: Чем больше длина колеблющегося тела, тем оно колеблется с меньшей частотой.

7. Учащиеся самостоятельно подбирают предполагаемое оборудование и материалы для исследования: стальная линейка, секундомер.

8. Этапы эксперимента. Так как это работа индивидуальная, то каждый ученик самостоятельно проводит данный эксперимент.

9. При формулировке выводов из проведенного исследования учащиеся должны проанализировать полученный результат и дать ему объяснение с физической точки зрения (для каждого проведенного опыта), а также определить верность или ошибочность сформулированной гипотезы исследования.

Ниже представлены результаты экспериментально-исследовательской работы.

Опыт 1. Зажимаем стальную линейку, так чтобы ее колеблющийся конец был намного длиннее зажатого. Постепенно уменьшаем ту часть линейки, которая совершает колебания, добиваемся ее звучания. Продолжаем уменьшать ее длину и засекаем секундомером время до полной остановки. Делаем вывод о зависимости частоты от длины колеблющегося тела.

Вывод: Чем меньше длина колеблющегося тела, тем больше частота его колебаний.

Опыт 2. Зажимаем стальную линейку так, чтобы она издавала звук. Уменьшаем ее колеблющуюся часть. Делаем вывод о зависимости высоты звука от частоты.

Вывод: Чем больше частота колеблющегося тела, тем выше звук, который он издает.

Опыт 3. Зажимаем стальную линейку так, чтобы она издавала звук. Изменяем амплитуду колебания тела при неизменной длине. Замечаем, что постепенно звук становится тише. Делаем вывод о зависимости громкости звука от начального отклонения или энергии колебаний.

Вывод: Громкость звука уменьшается при уменьшении энергии колеблющегося тела.

Исследование 2. «Определение проводимости различных веществ».

1. Данное исследование может быть проведено учащимися в 10 классе после изучения темы «Электрический ток жидкостях». Актуальность знаний устанавливается учителем вместе с учащимися на

уроке при помощи наводящих вопросов: Все ли вещества проводят электрический ток? От каких свойств это зависит?

Это исследование можно предложить учащимся провести и до изучения данной темы. Например, при сравнении сопротивления различных металлов, приведенных в таблице учебника, можно отметить, что мы видим его зависимость от рода вещества, знаем, что оно зависит от температуры. Это твердые вещества. Жидкости тоже бывают разными. От каких свойств зависит их проводимость?

Все остальные пункты исследования определяются учащимися самостоятельно. Для облегчения их работы можно разбить их на группы.

Ниже представлен примерный план дальнейшей экспериментально-исследовательской работы.

2. Исходя из актуальности исследования, учащиеся индивидуально или по группам формулируют цель исследования: определить свойства, влияющие на проводимость жидкостей.

3. Определяем проблему исследования: выяснить, как изменяется проводимость жидкости при изменении плотности раствора, при его нагревании или охлаждении.

4. Учащиеся самостоятельно определяют методы исследования: 1) наблюдение; 2) эксперимент; 3) анализ экспериментальных результатов.

5. Учащиеся определяют план деятельности (частные задачи) самостоятельно.

6. Исходя из цели деятельности, учащиеся определяют гипотезу исследования: Чем больше плотность жидкости, тем больше ее проводимость. Чем выше температура жидкости, тем выше ее проводимость.

7. Учащиеся самостоятельно подбирают нужное оборудование и материалы для исследования. Оно зависит от того, что есть у них дома. Это могут быть: измерительные цилиндры, сосуды с водой, соль, сахар, лимонная кислота, сосуд с Fairy, весы, мультиметр.

8. Этапы эксперимента:

Порядок выполнения:

1. В 3 сосуда с водой одинакового объема добавить равное количество (15 г) сахара, соли и лимонной кислоты - получается 60% раствор.

2. Измерить мультиметром сопротивление жидкостей. Данные занести в таблицу.

3. Налить в стакан жидкость большей плотности Fairy, но равного объема и измерить ее сопротивление. Данные занести в таблицу.

Жидкость Сопротивление, R, Ом

Вода с сахаром

Вода с солью

Вода с лимонной кислотой

Fairy

4. Сделать вывод о величине сопротивления растворов.

5. Увеличить массу лимонной кислоты в растворе (вода с лимонной кислотой в 2 раза (75% раствор), затем в 3 раза (81% раствор). Измерить сопротивление растворов. Данные занести в таблицу.

Раствор лимонной кислоты Масса лимонной кислоты, кг Сопротивление, R, Ом

60% 15. 10-3

75% 30. 10-3

81% 45. 10-3

6. Сделать вывод о зависимости сопротивления жидкости от ее концентрации. Постройте примерный график.

8. Приготовить жидкости равной концентрации (например, 60%): соли, сахара, лимонной кислоты, Fairy. Нагревать жидкости и следить за изменением их сопротивления. Данные занести в таблицу.

Жидкость Сопротивление, R, Ом

200 С 300 С 400 С 600 С

Вода с сахаром

Вода с солью

Вода с лимонной кислотой

Fairy

Сделать вывод о зависимости проводимости жидкостей при нагревании.

9. Приготовить жидкости равной концентрации (например, 60%): соли, сахара, лимонной кислоты, Fairy. Охлаждать жидкости и следить за изменением их сопротивления. Данные занести в таблицу.

Вода с сахаром (вода с солью, вода с лимонной кислотой, Fairy)

Температура, 0 С

Сопротивление, R, Ом

Сделать вывод о зависимости проводимости жидкостей при охлаждении и замерзании.

Выводы. Основная сложность заключается в том, что учителя и учащиеся испытывают трудности, связанные с технологией организации исследовательской деятельности (учащиеся должны владеть самодисциплиной, выполнять большой объем работы самостоятельно, нести ответственность за свое обучение, учителя - отказаться от постоянной руководящей роли в учебном процессе). Правильно организованная внеурочная экспериментальная исследовательская деятельность учащихся при обучении

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

физике будет способствовать формированию экспериментальных умений учащихся, развитию их познавательного интереса и приведет к исчезновению указанных трудностей.

Литература:

1. Дьякова Е.А. Технологический подход к формированию у учащихся экспериментальных умений в обучении физике // Методический поиск: проблемы и решения. Региональный научно-методический журнал (ЮФО) №1. 2016. С. 8-13.

2. Муртазина О.В. Домашние экспериментальные работы как средство активизации познавательной деятельности учащихся. Дис. канд. пед. наук: 13.00.01. Москва, 2004. 123 с. РГБ ОД, 61:04-13/1707

3. ФГОС основного общего образования. Утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «17» декабря 2010 г. № 1897

Педагогика

УДК: 82.0

кандидат педагогических наук, доцент кафедры филологического образования Шерстобитова Ирина Анатольевна

Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования (г. Санкт-Петербург)

КОНЦЕПТНЫЙ АНАЛИЗ НА УРОКАХ ЛИТЕРАТУРЫ (НА ПРИМЕРЕ ИЗУЧЕНИЯ РОМАНА-ЭПОПЕИ Л.Н. ТОЛСТОГО «ВОЙНА И МИР»)

Аннотация. В статье рассматриваются концепты как методическая база метапредметного обучения и формирования личностных результатов обучающихся. Модель урока-штудии «Образ Кутузова» позволяет выявить межпредметный и метапредметный характер романа-эпопеи «Война и мир» Л.Н. Толстого и показать возможности текста писателя-педагога для личностного самоопределения обучающихся.

Ключевые слова: концепт, концептный анализ, урок-штудия, интеграция, метапредмет.

Annotation. The article discusses the concept as the methodological framework of interdisciplinary learning and personal outcomes of students. The model of the lesson-study "the image of Kutuzov" allows to reveal the interdisciplinary and meta-subject character of the novel-epic "War and peace" L. N. Tolstoy and show the possibilities of the text of the writer-teacher for personal self-determination of students.

Keywords: concept, concept analysis, lesson-study, integration, metasubject.

Введение. Философия науки становится философией метаязыков, возникает современное пространство трансдисциплинарной коммуникации. Методическая лингвоконцептология, связанная с научной школой петербургского профессора Н.Л. Мишатиной, разрабатывает проблему формирования «целостного» человека в пространстве «семантической вселенной» [5].

Принцип дополнительности Бор заимствовал на уровне метафоры у Вильяма Джемса, философа и психолога. Затем, описав с помощью принципа дополнительности квантово-механические явления, Бор переносит этот принцип в сферу гуманитарного знания. К нему присоединяются в сфере гуманитарных наук Р. Якобсон и М.М. Бахтин. М.М. Бахтин в технологии своего мышления применял квантово-механические метафоры. «Экспериментатор составляет часть экспериментальной системы (в микрофизике). Можно сказать, что и понимающий составляет часть понимаемого высказывания, текста (точнее, высказываний, их диалога, входит в него как новый участник)» [3, с. 302].

Изложение основного материала статьи. В Яснополянской школе знания из разных предметов Л.Н. Толстой сообщал детям в форме художественных рассказов на уроках русского языка. В романе-эпопее «Война и мир», наподобие свободных бесед с учениками в Яснополянской школе, с помощью интеграции сведений из разных наук писателем объясняются события Отечественной войны 1812 года. Сформулируем научную метафору: роман-эпопея - это своеобразная энциклопедия применения знания из разных предметов в реальной жизни, он учит человека методологическому мышлению. В работе средством создания научной метафоры послужит концепт (лат. conceptus - мысль, представление) - система ценностей и смыслов, способствующая интеграции естественно-научного и гуманитарного образования [1, с. 51] и концептного анализа [10].

Приведем фрагмент построения концепта «Образ Кутузова» на интегрированном уроке-штудии или метапредмете, под которым понимается «то, что стоит за предметом или за несколькими предметами, находится в их основе и одновременно в корневой связи с ними» [9]. В статье будут представлены два этапа воплощения концепта: ассоциативный и этап диалога культур.

На этапе ассоциативного воплощения концепта (штудия № 1 «Мир знаний и ассоциаций») в рамках применения приёма «диалог с концептом» учащиеся воспроизводят общие знания, полученные на уроках по «Войне и миру». Вот примерный ответ учащегося: «В романе-эпопее «Война и мир» Льва Николаевича Толстого занимал вопрос о движущих силах истории. По мнению Толстого, человек, свободный на микроуровне (в нравственных поступках личной жизни), на макроуровне (как участник исторического движения) оказывается связан миллионном случайных поступков других людей. Писатель считал, что даже выдающимся личностям не дано решающим образом влиять на ход и исход исторических событий. По мысли Л.Н. Толстого, роль так называемых «великих людей» сводится к постижению законов истории. Это хорошо видно на примере образа русского полководца М.И. Кутузова: «То, то говорил дежурный генерал, было дельнее и умнее, но очевидно было, что Кутузов презирал и знание и ум и знал что-то другое, что должно было решить дело»» (том 3, часть 2, глава 15) [7]. Выступающий с ответом ученик предлагает одноклассникам поразмышлять над вопросом: «Что Толстой подразумевает под «другим знанием», что может скрываться под понятием «законы истории»? Учащиеся выдвигают гипотезы-предположения.

Проникнуть в тайну произведения искусства, в замысел его создателя - значит, постичь замысел гения. В образе Кутузова Л.Н. Толстой отводит величайшему полководцу роль мудрого старика, постигшего то, в чем убеждён сам писатель, а именно - неизбежный фатализм событий и невозможность одной личности влиять на ход этих событий. В результате Кутузов получился не фельдмаршалом, а просто обыкновенным человеком, сопровождающим русскую армию и так же, как и Толстой, отрицающий возможность каких-либо стратегических задумок и планов. И это тот человек, о котором восторженно отзывался сам Суворов: «Хитёр,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.