Научная статья на тему 'МОДЕЛЬ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ'

МОДЕЛЬ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
116
41
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОЕКТНОЕ ОБУЧЕНИЕ / ПРЕПОДАВАНИЕ ФИЗИКИ / УЧЕБНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Гребенев И.В., Чупрунов Е.В., Зворыкин И.Ю.

Описан вариант организации проектно - ориентированного обучения физике в системе основного и дополнительного образования. Предполагается наличие кружка экспериментальной физики или лаборатории исследовательского эксперимента в системе дополнительного образования, занятия в которых рассматриваются как части единого учебного процесса. Выполнение исследовательского ученического проекта определяется как конечная цель обучения физике, детерминирующая экспериментальный компонент образовательного процесса. Практическая часть выполнения проекта распределена между уроками физики и занятиями в структурах дополнительного образования, образуя спектр индивидуальных образовательных траекторий, выбираемых каждым учеником в соответствии с возможностями и желанием. Результаты учебной, в том числе экспериментальной, деятельности учащихся образуют последовательность формирования важнейших предметных знаний и умений, обеспечивая в то же время теоретическую и экспериментальную базу выполнения учебно - исследовательского проекта. Реализация проектной части учебного процесса в системе дополнительного образования позволяет создать нелинейный вариант учебного процесса и обеспечить индивидуальные образовательные траектории для значительной группы учащихся.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Гребенев И.В., Чупрунов Е.В., Зворыкин И.Ю.

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

MODEL OF PROJECT-ORIENTED PHYSICS TRAINING

The article describes the option of organizing project - oriented physics training in the basic and additional education system. It is assumed that there will be a circle of experimental physics or a laboratory of research experiment in the system of additional education, classes in which are considered as part of a single learning process. The implementation of the research student project is considered as the ultimate goal of learning physics, determinating the experimental component of the educational process. The practical part of the project is divided between physics lessons and classes in the structures of additional education, forming a range of individual educational trajectories chosen by each student in accordance with opportunities and desire. The results of the curriculum, including the experimental activities of the students, form a sequence of the formation of the most important subject knowledge and skills, while at the same time providing a theoretical and experimental basis for the implementation of the training and research project. The implementation of the project part of the educational process in the system of additional education allows to create a nonlinear version of the learning process and to implement individual educational trajectories for a significant group of students.

Текст научной работы на тему «МОДЕЛЬ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ»

Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Социальные науки, 2 021, № 3 (63), с. 165-172

165

УДК 37.02

DOI 10.52452/18115942_2021_3_165

МОДЕЛЬ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ © 2021 г. И.В. Гребенев, Е.В. Чупрунов, И.Ю. Зворыкин

Гребенев Игорь Васильевич, д.пед.н.; проф.; профессор кафедры кристаллографии и экспериментальной физики Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского

grebenev@phys.unn.ru

Чупрунов Евгений Владимирович, д.ф.-м.н.; проф.; заведующий кафедрой кристаллографии и экспериментальной физики Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского

chuprunov@phys.unn.ru Зворыкин Илья Юрьевич, заведующей лабораторией кафедры кристаллографии и экспериментальной физики Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского

zvorykin@phys.unn.ru

Статья поступнла вредакцню 26.05.2021 Статья прннята кпублнкацнн 27.07.2021

Описан вариант организации проектно-ориентированного обучения физике в системе основного и дополнительного образования. Предполагается наличие кружка экспериментальной физики или лаборатории исследовательского эксперимента в системе дополнительного образования, занятия в которых рассматриваются как части единого учебного процесса. Выполнение исследовательского ученического проекта определяется как конечная цель обучения физике, детерминирующая экспериментальный компонент образовательного процесса. Практическая часть выполнения проекта распределена между уроками физики и занятиями в структурах дополнительного образования, образуя спектр индивидуальных образовательных траекторий, выбираемых каждым учеником в соответствии с возможностями и желанием. Результаты учебной, в том числе экспериментальной, деятельности учащихся образуют последовательность формирования важнейших предметных знаний и умений, обеспечивая в то же время теоретическую и экспериментальную базу выполнения учебно-исследовательского проекта. Реализация проектной части учебного процесса в системе допол -нительного образования позволяет создать нелинейный вариант учебного процесса и обеспечить индивидуальные образовательные траектории для значительной группы учащихся.

Ключевые слова: проектное обучение, преподавание физики, учебно-исследовательская деятельность.

Постановка проблемы

Выполнение учебных проектов по большинству учебных предметов общеобразовательной школы становится важной задачей развития образовательного процесса, средством повышения качества образования в современных условиях, оставаясь при этом серьезной проблемой для теории и практики обучения [1]. Проблема состоит в необходимости включения проектной деятельности как в общую логику процесса обучения в школе в целом, так и в логику процесса обучения отдельному предмету. Пытаясь организовать проектную деятельность учащихся в рамках учебного процесса по предмету (физике), учителя сталкиваются с трудноразрешимой задачей - как составить проектное задание, имеющее по определению практически значимый результат, и в то же время органично встроить его в процесс формирования систематических предметных знаний и умений.

Теоретические и исторические рамки

История этой проблемы насчитывает не один десяток лет. Дьюи предложил метод проектов как альтернативу систематическому изучению основ наук, бесполезному, по его мнению, с утилитарной, прагматической точки зрения [2]. Категоричную форму чисто проектного обучения пропагандировала В. Килпатрик, хотя впоследствии отошла от крайностей применения метода проектов в сторону сочетания его с традиционным обучением1. Современная система взглядов также (во всяком случае, формально) примиряет проектное и традиционное обучение: «Проектное обучение отличается от проектного подхода тем, что оно объединяет обе фазы, то есть приобретение навыков и их применение, в один процесс» [3, с. 17]. В российской современной педагогике метод проектов рассматривается не как альтернатива систематическому предметному обучению, а, наряду с ним, как компонент системы образования [4].

Высказанные выше утверждения, при всей их обоснованности, не реализуются в практике школьного образования. В.В. Гузеев 20 лет назад писал, что основная проблема, сдерживающая распространение проектного обучения, состоит в трудности сопряжения проектных заданий с требованиями образовательных стандартов. Практически не удается сформулировать проектные задания так, чтобы можно было использовать стандартные знания, умения, навыки (точнее - чтобы в них возникла необходимость) при выполнении учениками этих заданий [5]. Т. Лазарев спустя 10 отмечает непонимание смысла и значения проектной деятельности в практике ее применения: «Проектная деятельность учащихся воспринимается как нечто самостоятельное, происходящее в стороне от учебно-воспитательного процесса. В основе образовательного процесса сохраняется прежняя традиционная технология обучения, направленная на освоение учащимися заложенной в программе совокупности знаний, умений и навыков. В этом случае отношение к проектированию можно охарактеризовать скорее как к кружковой деятельности (!), а не ключевой педагогической технологии» [6]. Отдельно отметим мнение автора, что формула «чем больше проектов сделали ученики, тем лучше показатели работы учителя» является способом дискредитации этой формы обучения. Отметим также замечание автора о кружковой деятельности как весьма прозорливое. В дальнейшем под термином «кружок» мы будем понимать различные формы экспериментальной работы учащихся в системе дополнительного образования (ДО).

Характерно, что В.В. Гузеев и 15 лет спустя вновь видит те же недостатки в реализации проектного обучения [7]. Мы далее покажем, что в настоящее время прогресс мало заметен.

Трудности в реализации обучения, основанного на проектах (project based learning, PBL), отмечаются и за рубежом, где оно начало развиваться на несколько десятилетий ранее. Обратим внимание на характерное название следующей интересной работы - «Project-Based Learning: 'Promising but Not Proven,' Researchers Say» - и на выводы относительно проектно-ориентированного обучения (PBL): «Хотя практики и сторонники реформы образования заинтересованы в масштабировании PBL, данные исследований не поспевают за растущим интересом к PBL со стороны практики обучения. Необходимы более строгие доказательства для того, чтобы подтвердить, является ли PBL лучшим подходом для подготовки учащихся к колледжу и карьере, чем традиционные методы, ориентированные на учителя» [8].

Возьмем несколько тем ученических проектов, рекомендованных для реализации в учебном процессе по физике: «Разработка способов оценки КПД бытовых приборов»; «Выявление факторов, влияющих на рост кристаллов»; «Разработка технологии преобразования энергии геотермальных источников водяного пара в электрическую энергию»; «Разработка технического устройства, сигнализирующего о критическом похолодании в овощехранилище».

Вот формулировки в виде заданий для выполнения учебных проектов: «Разработайте техническое устройство, которое автоматически включает уличное освещение при наступлении темноты», «Разработайте прибор для измерения атмосферного давления», «Разработайте прибор для проверки однородности стальных стержней» [9].

Хорошо видно, что эти предложения по преимуществу ориентированы на выполнение конкретного технического задания, но отнюдь не на поддержку учебного процесса, не на развитие знаний и умений в какой-либо области школьного содержания учебного предмета физики. Разумеется, некоторые знания и умения по физике потребуется применить при выполнении этих работ и, соответственно, развить в ходе применения; однако оценка успешности выполнения проектов будет производиться не по критерию прироста знаний и умений, а по практической значимости сделанного. К сожалению, такой подход преобладает сегодня в практике проектного обучения. Еще одной проблемой является шаблонность выбора тематики исследований и формальное представление его результатов - в виде рефератов, докладов, которые не являются по-настоящему творческими.

Можно отметить, что в мировой практике существует два основных подхода к реализации проектного метода. «Согласно исторически более древнему подходу, студенты делают два шага: сначала они обучаются в систематическом курсе изучения определенных навыков и фактов, затем они применяют эти навыки и знания, творчески и самостоятельно направляя их на подходящие проекты. Согласно второму подходу, процесс обучения предмету не предшествует проекту, а интегрируется в него. Другими словами, учащиеся сначала выбирают проект, затем обсуждают, что им нужно знать для решения проблемы, и изучают необходимые методы и концепции. Наконец, они сами выполняют выбранный проект» [10]. Как проекты, реализующие первый подход, приведенные выше задания кажутся приемлемыми, поскольку при их выполнении учащиеся применяют изученное ранее содержание и реализуют соответствующие умения.

Однако нам ближе точка зрения В.С. Лазарева: «Если мы хотим, чтобы включение учащихся в проектирование приводило к развитию их мышления, то нужно обеспечивать, чтобы, разрабатывая проект, учащиеся одновременно решали учебные задачи, связанные с освоением способов этой деятельности» [11, с. 37], что возвращает нас к необходимости выполнения проекта в ходе изучения содержания. «Всякий проект реализуется, когда есть потребность в чем-то новом или в усовершенствовании чего-то уже существующего. То есть, прежде чем начнет реализовываться проект, возникает актуальная потребность, нужда в чем-то. Но, если мы знаем, как можно удовлетворить эту потребность, то проект не нужен. Нужно просто реализовать известный нам (стандартный) способ действий. Проект нужен тогда, когда сознается потребность в чем-то, но те, у кого эта потребность возникла, не знают, что и как нужно сделать, чтобы ее удовлетворить. В таком случае говорят, что существует проблема. В широком смысле проект сегодня понимается как особый способ постановки и решения проблем» [11, с. 37].

Модель и методика проектно-ориентированного обучения

в системе основного и дополнительного образования

Мы понимаем метод проектов как организованную поисковую, исследовательскую деятельность учащихся, которая предусматривает не просто достижение практически значимого продукта, но организацию эффективного учебного процесса в ходе достижения этого результата. Поэтому при выполнении ученического исследовательского проекта ценностью обладает не только и не столько результат выполнения в смысле созданной установки или обнаруженной закономерности, но сам процесс познавательной деятельности. Хотя проектное обучение является непрямым в том смысле, что его целью не является прямая передача знаний или формирование умений, но нужные элементы содержания (знания, творческие умения, навыки создания и эксплуатации экспериментальных установок) формируются при выполнении практических заданий, расширяющих и дополняющих актуальное содержание учебного предмета [12]. Методическое мастерство учителя как раз и состоит в том, чтобы процесс выполнения каждого этапа исследовательского проекта приносил бы прирост предметных, физических знаний и умений2.

Мы делаем отсюда следующий вывод: выполнение проекта в его физической части должно идти параллельно (или с небольшим опозданием) с усвоением основной части учебного материала, расширяя знания и совершенствуя умения и навыки. Аналогичную задачу решал в недавнем прошлом физический практикум, исчезновение которого из учебного процесса было серьезной утратой. Быть может, реализация проектного обучения в изложенной далее трактовке поможет восполнить эту утрату и даже привести к прогрессу в экспериментальном компоненте школьного физического образования.

Трудности в реализации проектного обучения в существующей методической и организационной структуре учебного процесса говорят нам о том, что требуется принципиально иное сопряжение этих двух альтернативных, как мы указывали вначале, концепций и подходов к организации учебного процесса. Мы делаем вывод, что иначе как в системе дополнительного образования реализовать потенциал проектного обучения невозможно. В рамках данной системы успешно решаются задачи формирования основ элементарной исследовательской деятельности учащихся, что жизненно необходимо для выполнения проектных работ [13]. Но для системы дополнительного образования экспериментального направления (кружки, лаборатории при вузах) актуальна та же проблема -отрыв содержания и уровня деятельности учащихся в них от задач изучения систематического курса физики в школе. Поэтому результативность их деятельности достигается скорее в плоскости воспитательно-развивающей, чем в обучающей. А методически обоснованное сопряжение содержания и методики выполнения элементарных исследовательских проектных работ в системе дополнительного образования с задачами основного курса физики могло бы дать колоссальный эффект в развитии знаний и умений по предмету.

Таким образом, мы приходим к пониманию проектной деятельности учащихся как выполнения во внеурочной деятельности некоторой практически значимой и предметно содержательной работы, основанной на проблеме, возникшей в ходе основного учебного процесса по физике. Выполнение учебного проекта приводит к разрешению возникшей проблемы в виде нового уровня знаний и предметных умений учащихся и затем - к созданию на этой основе реального устройства, экспериментальной установки, демонстрирующих существенное продвижение в усвоении учебного предмета физики.

Рис. Модель проектно-ориентированного обучения

Основой нашей модели организации проектной деятельности является школьный физический кружок, выросший в нашей практике в специализированную школьную проектную лабораторию (элективные курсы, факультативы с точки зрения учебного плана), занятия в котором заменяют по методической нагрузке исчезнувший физический практикум - применение и расширение в собственной экспериментальной деятельности содержания основного курса физики (рис.).

Приведенная модель описывает выполнение проектных работ в системе основного и дополнительного образования (ДО) и включает в себя демонстрационный и лабораторный эксперименты на уроке, занятия в системе дополнительного образования, посвященные решению экспериментальных задач, и участие отдельных школьников в разработке проекта, основанного на созданной в ходе урока проблемной ситуации. Эта проектная деятельность осуществляется в специально созданной школьной или внешкольной лаборатории. В нашем опыте организации проектной работы наиболее сложные работы выполнялись в лаборатории школьного физического эксперимента при физическом факультете ННГУ, хотя многие проектные работы были выполнены и в школьных лабораториях, выросших из исходного кружка экспериментальной физики.

Приведенная модель фактически переносит часть экспериментальной деятельности учащихся во внеурочную, внеклассную форму, реализуя практически ИОТ для тех учащихся (особенно при двухчасовой физике), которые имеют интерес к этому учебному предмету, но не могут посещать профильные школы и классы.

Дискуссионное поле

Мы видим серьезные возражения против предложенной модели выполнения учебных проектов, состоящие в том, что в силу выполнения основной части проектной деятельности в ходе практикума во внеурочной форме не все учащиеся получат желаемые нами приращения знаний и умений. Но, во-первых, при любой форме выполнения проекта в нем участвуют лишь некоторые учащиеся из класса. Во-вторых, в этом состоит одна из форм создания индивидуальных образовательных траекторий (ИОТ), о которых много говорят, но которые мало показывают в практической реализации. В-третьих, при реализации приведенной далее схемы создания ИОТ мы планируем «возвращение» некоторой части полученных группой учащихся во внеурочной деятельности образовательных результатов в основной образовательный процесс (рис.) (толщина стрелок пропорциональна числу учащихся каждой образовательной траектории).

Аналогичные предложения по организации проектно-ориентированного обучения известны в литературе, посвященной проектному обучению в зарубежной школе: «Вместо планирования масштабного проекта процесс обучения можно сделать более управляемым, разделив проект на более мелкие части, с частыми контрольными точками, встроенными в график обучения» [14, с. 28].

Отметим, что современные взгляды на организацию проектной деятельности предусматривают также познавательное взаимодействие различных групп учащихся. Сложные методические структуры при выполнении проектной

работы описаны в зарубежных моделях проектно-ориентированного обучения, где выделяются сложные проекты со структурированными задачами, поэтапное решение проблем, чередование и сочетание индивидуального и коллективного обучения. Предусматриваются как самостоятельная работа участников проекта по своим индивидуальным или групповым исследовательским, творческим задачам, так и промежуточные обсуждения полученных данных в группах [15].

Прежде чем привести примеры реализации этой модели, выделим нелинейность и проектную ориентированность реализуемого в ней учебного процесса. Сама по себе нелинейность организации процесса обучения не является чем-то новым и хорошо известна в теории и даже практике. «Нелинейность - возможность многовариантного развития педагогического процесса, обучающей системы. Появляется необходимость управления знаниями: нужные знания в нужное время людям для решения задач» [16]. Мы реализуем, таким образом, нелинейный учебный процесс на основе исследовательских проектов в среде смешанного обучения, предполагающей интеграцию классно-урочной (лекционно-семинарской) системы с системой дополнительного образования. Возможная нелинейность учебного процесса не является недостатком предложенной модели, а, скорее, описывает её преимущества, т.к., по мнению В.В. Лаптева, «нелинейность в отборе содержания и построении обучения неизбежно влечет за собой изменение основной единицы учебной деятельности, например, образовательной ситуации» [17, с. 47]. В качестве этой новой основной единицы учебного процесса выступает в нашем предложении выполнение учебно-исследовательского проекта.

Обсуждая возможность реализации проект-но-ориентированного обучения, отметим, что недостатки проектных методик были хорошо понятны создателям и отчетливо осознаются их пропагандистами сегодня. Его недостатки перевешиваются тем, что проектное обучение соединяет учащихся с реальным миром, готовит их к принятию и решению проблем в реальном мире, отражая то, что профессионалы делают каждый день [14]. Составителям программ и организаторам процесса обучения придется рано или поздно решать, перевешивает ли потенциальный выигрыш в готовности выпускников к реальной жизни (в ходе проектного обучения) потери в систематичности изучения учебных копий базовых наук - тем более что в действительности эта систематичность носит зачастую (особенно при двухчасовой физике в неделю)

иллюзорный характер, поскольку рассказанные учителем фрагменты теории изолированы и не подкрепляются продуктивной практической деятельностью учащихся.

Таким образом, нами предлагается проект-но-ориентированный вариант учебного процесса, при котором конечной целью изучения конкретных тем курса физики является выполнение учащимися учебно-исследовательских практико-ориентированных работ, учебных проектов. Успешное выполнение этих работ послужит доказательством: а) усвоения теории; б) достижения более высокого уровня практических предметных умений и навыков; в) развития творческих, практически важных качеств личности учащихся. Подобная методика была описана Е.И. Вараксиной для профессионального образования: выполнение проекта завершает цикл экспериментальной подготовки студентов-физиков в педагогическом вузе [18]. Развитая методика проектно-ориентированного обучения весьма востребована для подготовки преподавателей физики в вузе [19].

Следует отметить, что сегодня в школе под давлением объективной реальности реализуется задачно-ориентированный учебный процесс: при изучении любых тем цель обучения решению задач ЕГЭ преобладает над другими целями; при этом наблюдается пренебрежение целостностью содержания, экспериментальной основой обучения и всеми другими не менее важными элементами методики. Именно это и привело к почти полному вытеснению учебного, а тем более проблемного или исследовательского эксперимента в уроке. Более того, сами лабораторные работы относятся в системе повышения квалификации уже к инновационным формам, которыми еще только предстоит овладевать нашим учителям [20].

Поэтому прямо скажем, что мотивационной основой всех наших предложений является необходимость возвращения учебного, в идеале -учебно-исследовательского, эксперимента в процесс обучения физике. Мы поддерживаем точку зрения, несколько категорично высказанную В.В. Майером в ходе научной дискуссии на XIX конференции по проблемам учебного физического эксперимента в Глазовском пединституте: «Если на уроке не было эксперимента, то это был урок не по физике, а по другому предмету». Во всяком случае, так можно смело говорить о цикле уроков по одной теме с экспериментом, если уточнить само понятие «эксперимент» как основу познавательной деятельности учащихся. Какой эксперимент можно поставить в школе, да и в вузе по теории относительности? Но учитель должен убедительно и

физически достоверно не просто рассказать об опыте Майкельсона как эмпирической основе СТО, но вовлечь учащихся в обсуждение его результатов и следующих из них выводов.

Кроме ЕГЭ-задачной ориентированности учебного процесса, вымыванию учебного эксперимента из реальной школьной жизни способствовала чрезмерная узость его методической базы, преобладание использования эксперимента для иллюстрации рассказа учителя или лабораторных работ по готовым инструкциям.

Сошлемся на серию зарубежных исследований [21; 22], в которых обнаружен давно подозреваемый нами эффект: использование учебного эксперимента без активного участия обучаемых в проведении опыта (выдвижение гипотез, проектирование хода выполнения опыта, предсказание и обсуждение результатов) не приводит к статистически достоверным сдвигам в уровне усвоения содержания. Учителя наших школ эмпирически пришли к этому же выводу: стандартное репродуктивное использование учебного эксперимента занимает время и не повышает уровень подготовки, следовательно, убираем его из учебного процесса. В то же время доказано, что активная работа с физическими основами наблюдаемых опытов (предсказание результатов, описание наблюдаемых эффектов и корреляция их с теорией, самостоятельные выводы из наблюдений) существенно повышает уровень усвоения научных основ изучаемого материала. Точно так же выполнение лабораторных работ по готовым инструкциям не ведет к значимым учебным результатам, и лишь поисковая деятельность при самостоятельном выполнении практических работ повышает продуктивность учебного процесса.

Утверждения о необходимости организации исследовательской лабораторной деятельности учащихся можно найти в методической литературе 50-летней давности: «Настоятельной является потребность видоизменения в самой системе обучения. На смену весьма условной лабораторной практике приходит тенденция к обучению в процессе работы» [23, с. 6]. Сегодня самые авторитетные зарубежные исследователи утверждают, что «Learning of physics is doing physics» [24], что точно соответствует предыдущей цитате: усвоение физического знания происходит в процессе работы с физическим содержанием, в ходе выполнения учащимися физических исследований.

Проектно-ориентированный вариант организации учебного процесса органически включает в себя выполнение исследовательского учебного эксперимента в различных его вариантах - от демонстрационного на первом уроке до само-

стоятельного исполнения практической части учебно-исследовательского проекта на заключительном этапе работы в малой группе. Тем самым развитие методики проектно-ориенти-рованного обучения и его практическая реализация позволят одновременно повысить роль эксперимента в учебном процессе, способствовать эффективности применения учебного физического эксперимента, повышению уровня подготовки учащихся в этом важнейшем компоненте физического образования.

Конечной целью учебного процесса по ФГОС являются обязательное успешное выполнение некоторой группой учащихся исследовательской проектной работы и усвоение всеми учениками заданного стандартом объема знаний и умений [25]. Эта цель детерминирует содержание экспериментальной деятельности и во многом методическую нагрузку учебного процесса в определенном временном интервале, в ходе изучения некоторой темы (электрический ток в металлах в следующем нашем примере). Выбранный квалифицированным преподавателем объект ученического исследования (проект) раскладывается им в ходе проектирования завершенной части учебного процесса, темы на различные элементы, которые должны быть усвоены, на предполагаемые познавательные результаты, которые должны быть получены на каждом этапе выполнения проекта. Этим конечным результатом определяется содержание (в границах, допускаемых нормативными документами) нижележащих компонентов целостного процесса: занятия кружка или проектной лаборатории, содержание и методики выполнения проблемных экспериментов, форма и методика изучения базовых элементов в ходе уроков.

Пример из практики

Приведем для ясности пример из практики выполнения проектных работ. Для выполнения проектной исследовательской работы выбрана тема «Тепловое излучение лампы накаливания». Несмотря на простоту названия, работа содержит значительный проблемный компонент, связанный с установлением зависимости мощности излучения ламп накаливания от температуры, определяемой законом Стефана-Больцмана [26].

Для выполнения этой работы в групповой форме на заключительном этапе необходимо иметь зависимость сопротивления нити накала от температуры, а также связь температуры с рассеиваемой мощностью. Урочные формы работы не позволяют изучить все эти вопросы с

достаточной полнотой, тем более получить основные результаты в ходе самостоятельной поисковой экспериментальной деятельности. Факт существования первой зависимости предполагается обнаружить в ходе выполнения простейшей лабораторной работы непосредственно в ходе урока, основанной на следующей простейшей проблемной ситуации: рассчитывается рабочее сопротивление лампы по ее паспортным характеристикам и затем сравнивается с измеренным в эксперименте при низких напряжениях. Величины рассчитанного и измеренного сопротивлений различаются в 10 и более раз! Возникшее противоречие разрешается вначале сообщением факта зависимости сопротивления металлов от температуры, что демонстрируется учителем в ходе фронтального эксперимента, и поисковой работой по установлению полной зависимости Я(Т) вплоть до рабочих температур в ходе исследовательской работы группы учащихся (кружка). На следующем уроке результаты исследования этой группы докладываются, фиксируются и усваиваются всем классом.

При обсуждении далее в классе закона Джо-уля-Ленца вновь возникает необходимость в детализации результатов и продолжении исследования в групповой работе - как зависит температура нити накаливания лампы от потребляемой мощности. Результаты этой работы учащихся в кружке будут темой сообщения на одном из следующих уроков и послужат уже непосредственной базой для выполнения основной части проектной работы - установить связь температуры нити накала с рассеиваемой мощностью, сопоставить полученные результаты с законом Стефана-Больцмана, выяснить возможные причины в случае отклонения от него. Содержание и цели проектной деятельности полностью основаны на результатах классной и групповой работы, что обеспечивает мо-тивационную основу, теоретическую базу и экспериментальные навыки для желающих выполнить эту работу.

Заключение

Многолетние попытки внедрения проектного обучения в систематические курсы школьных программ не привели к успеху. В настоящее время в связи с новыми нормативными требованиями обязательности выполнения ученических проектов возникает необходимость интенсивных методических поисков таких вариантов включения проектной деятельности в учебный процесс, которые позволили бы не только не снижать уровень предметной подготовки, но повысить его за счет усиления про-

блемных и исследовательских компонентов обучения. Предложенный нами вариант проект-но-ориентированного обучения позволяет использовать методические и организационные возможности системы основного и дополнительного образования, органично включая кружковую (лабораторную) деятельность учащихся для компенсации имеющегося дефицита экспериментальных, практических методов обучения. Учащиеся в предложенной системе имеют возможность выбора из нескольких образовательных траекторий, причем в любой момент каждый из них может реализовать достаточно широкий спектр вариантов.

Разумеется, предложенная система требует как минимум наличия лабораторной базы и кадрового обеспечения деятельности системы дополнительного образования. Как показывает известный нам опыт, эта проблема решается в различных формах.

Примечания

1. Knoll M. «I had made a mistake»: William H. Kilpatrick and the project method // Teachers College Record. 2012. № 114 (2). Р. 45.

2. Таким образом, термины «проектная деятельность» и «исследовательская деятельность» являются ортогональными методическими характеристиками (форма и метод), поскольку первый описывает форму представления результата, а второй - уровень познавательной деятельности учащихся.

Список литературы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 мая 2012 г.

№ 413 в ред. Приказа Минобрнауки России от 29.12.2014 № 1645. URL: https://base.garant.ru/70 188902/ (дата обращения: 12.04.2021).

2. Encyclopedia of Educational Theory and Philosophy / Ed. D.C. Phillips. Thousands Oaks, CA: Sage, 2014. Vol. 2. 665 р.

3. Ильин Г.Н. Проективное образование и становление личности // Профессиональное образование. 2016. № 4. С. 15-22.

4. Шахмарова Р.Р. Проектно-исследовательская деятельность обучающихся в контексте ФГОС: проблемы и пути решения // Педагогика и просвещение. 2017. № 2. С. 49-56.

5. Гузеев В.В. Планирование результатов образования и образовательная технология. М.: Нар. образование, 2001. 238 с.

6. Лазарев Т. Проектный метод: ошибки в использовании // Первое сентября. 2011. № 1. URL: https://urok.1sept.ru/articles/680287 (дата обращения: 15.04.2021).

7. Гузеев В.В. Образовательная технология: от приема до философии. М.: Сентябрь, 2015. 168 с.

8. Schaffhauser D. Project-Based Learning: 'Promising but Not Proven,' Researchers Say. URL: https:// thejournal.com/articles/2017/11/08/project-based-learni ng-promising-but-not-proven.aspx (дата обращения: 03.03.2021).

9. Стефанова Г.П., Путилина Д.К. Обучение учащихся проектной деятельности при изучении школьного курса физики // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 1. URL: http://science-educa tion.ru/ru/article/view?id=26044 (дата обращения: 03.03.2021).

10. Kolodziejskiet M. al Project method in educational practice // University Review. 2017. Vol. 11. № 4. Р. 26-32. URL: https://www.researchgate.net/publica tion/321747866_Project_method_in_educational_practice (дата обращения: 03.03.2021).

11. Лазарев В.С. Новое понимание метода проектов в образовании // Проблемы современного образования. 2011. № 6. C. 33-39.

12. Rohman F., Fauzan A., Yohandri. Project, technology and active (protective) learning model to develop digital literacy skills in the 21st century // International Journal of Scientific and Technology Research. 2020. № 1. V. 9. Р. 12-16.

13. Масленникова Ю.В. Формирование умений учащихся использовать научный метод познания в системе основного дополнительного образования: Дис. ... д-ра пед. наук. Н. Новгород: ННГУ, 2019. 381 с.

14. Holubova R. Project-based learning in physics // US-China Education Review. 2008. Vol. 5. № 12 (Serial No. 49). Р. 27-35.

15. Erdogan N., Bozeman T.D. Models of Project-Based Learning for the 21st Century // Sahin A. (eds) A Practice-based Model of STEM Teaching. Rotterdam: SensePublishers, 2015. Р. 31-42.

16. Акулова О.В. Проблема построения нелинейного процесса обучения в информационной среде // Человек и образование. 2005. № 3. С. 7-11.

17. Лаптев В.В., Ларченкова Л.А. Проблематика диссертационных исследований в области физического образования // Вопросы образования. 2016.

№ 4. С. 31-56.

18. Вараксина Е.И., Гуляев И.М. Оценка готовности выпускников педагогического вуза к организации проектной деятельности по физике в массовой школе // Fundamental Research. 2014. № 8. Р. 444-448.

19. Мокляк Д.С. Методическая подготовка будущих учителей к организации проектной деятельности обучающихся по физике // Педагогический журнал Башкортостана. 2020. № 4-5 (89-90). С. 61-71.

20. Барылкина Л.П., Остапенко Г.С. Проблемы введения и реализации ФГОС и профессионального стандарта педагога // Перспективы науки и образования. 2015. 1 (13). С. 81-85.

21. Miller K., Lasry N., Chu K., Mazur E. Role of physics lecture demonstrations in conceptual learning // Phys. Rev. St. Phys. Educ. Res. 2013. 9. Р. 020113.

22. Crouch C., Fagen A., Callan J.P. Classroom demonstrations: Learning tools or entertainment? // Am. J. Phys. 2004. 72. Р. 835-838.

23. Лейкин Е. Предисловие редактора перевода // Сквайрс Дж. Практическая физика. М.: Мир, 1971. С. 3-8.

24. Etkina Е., Gregorcic В., Vokos S. Organizing physics teacher professional education around productive habit development: A way to meet reform challenges // Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 2017. 13. Р. 010107.

25. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С. Полат. М.: Академия, 2015. 272 с.

26. Саранин В.А., Колупаев В.Ф. Механизмы отклонения от закона Ома в лампах накаливания с вольфрамовой нитью // Физическое образование в вузах. 2014. Т. 20. № 4. С. 75-80.

MODEL OF PROJECT-ORIENTED PHYSICS TRAINING I.V. Grebenev, E. V. Chuprunov, I.Y. Zvorykin

Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

The article describes the option of organizing project-oriented physics training in the basic and additional education system. It is assumed that there will be a circle of experimental physics or a laboratory of research experiment in the system of additional education, classes in which are considered as part of a single learning process. The implementation of the research student project is considered as the ultimate goal of learning physics, determinating the experimental component of the educational process. The practical part of the project is divided between physics lessons and classes in the structures of additional education, forming a range of individual educational trajectories chosen by each student in accordance with opportunities and desire. The results of the curriculum, including the experimental activities of the students, form a sequence of the formation of the most important subject knowledge and skills, while at the same time providing a theoretical and experimental basis for the implementation of the training and research project. The implementation of the project part of the educational process in the system of additional education allows to create a non-linear version of the learning process and to implement individual educational trajectories for a significant group of students.

Keywords: project training, physics teaching, research and education.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.