CC BY
16
Плотникова О.В. ©
Доцент кафедры общей физики, кандидат педагогических наук, Дальневосточный федеральный университет
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ПРОЕКТЫ В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ
ПО ФИЗИКЕ В ВУЗЕ
Аннотация
Обосновывается необходимость использования методов активного обучения в профессиональной подготовке студентов вуза. Приводится характеристика метода учебно-исследовательских проектов и изучаются возможности его использования на занятиях лабораторного практикума по курсу общей физики. Рассматриваются методические аспекты данного метода на конкретном примере.
Ключевые слова: учебно-исследовательский проект, лабораторный практикум по физике. Keywords: training and research projects, laboratory practicum in physics.
Приоритетной целью модернизации системы высшего профессионального образования является подготовка специалистов, не только компетентных, но и способных самостоятельно приобретать новые, необходимые в работе знания, воплощать их в конкретных продуктах и технологиях, умеющих посмотреть на решаемую проблему с разных сторон, умеющих работать в команде. Успешность достижения этой цели требует акцентирования внимания на самом процессе познания, а его эффективность напрямую связана с развитием познавательной активности студента. Она, в свою очередь, зависит от содержания, форм и методов обучения, а также от наличия положительной мотивации к обучению.
Наиболее эффективными методами в усвоении студентами знаний являются методы активного обучения. Их суть состоит в том, чтобы обеспечить выполнение студентами тех задач, в процессе решения которых они не только получают новые знания, но и активно овладевают умениями и навыками, позволяющими самостоятельно применять и пополнять эти знания. Помимо этого, большинство методов активного обучения способствуют развитию творческих и коммуникативных способностей личности, формированию личностного подхода к возникающей проблеме, значительно усиливают профессиональную направленность обучения.
При выборе тех или иных групп методов активного обучения необходимо учитывать содержание и особенности преподавания конкретной учебной дисциплины и дидактические задачи, которые ставятся перед занятием. Если говорить о преподавании физики, то широкие возможности для использования активных методов обучения предоставляет такой вид занятий, как физический практикум. Его активная составляющая - проведение физического эксперимента, при котором создаются условия, позволяющие студенту не только приобретать конкретные предметные умения, в том числе - профессионально ориентированные. Студент получает опыт чувственной деятельности в самом широком ее понимании, способствующий общему сенсорному развитию личности, опыт решения практических задач на основе полученных теоретических знаний, анализа и использования их результатов. То есть здесь закладываются основы формирования общетрудовых умений, навыков, способов деятельности, иначе говоря - ключевых компетентностей. И из всего многообразия методов активного обучения наибольший интерес для использования при проведения физического практикума представляет, на наш взгляд, метод учебноисследовательских проектов.
© Плотникова О.В., 2015 г.
Основные требования к использованию метода проектов можно сформулировать кратко следующим образом [1]:
1. Наличие проблемы или задачи, требующей интегрированного знания и поисковой деятельности для ее решения.
2. Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов.
3. Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся.
4. Структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов).
5. Использование исследовательских методов: постановка или анализ проблемы, вытекающих из нее задач исследования, обсуждение методов исследования, оформление конечных результатов, анализ полученных данных, подведение итогов, корректировка результатов, формулирование выводов.
Использование метода проектов на лабораторных занятиях по физике предполагает индивидуально-коллективную работу, когда у каждого из участников (или группы участников) проекта имеется индивидуальное задание. Из совокупности этих заданий формируется общий учебно-исследовательский проект. На определенном этапе занятия проводится обмен полученными каждым участником (или каждой группой участников) данными и составляется итоговая база данных. Результат каждый из участников самостоятельно, в соответствии со своими умениями и навыками представляет в графической и аналитической форме, анализирует и делает выводы, оформляет предварительный отчет о работе. На заключительном этапе преподаватель вместе со студентами обсуждает результаты и обобщает выводы по работе, фиксирует достигнутые каждым результаты и подводит итоги занятия. Завершение работы по оформлению отчета возможно во внеурочное время. Приведем пример использования данного метода на занятии лабораторного практикума по общей физике со студентами 1 курса Дальневосточного федерального университета, обучающимися по направлению «Технология продукции и организация общественного питания».
Лабораторная работа: Изучение процесса плавления (4 часа).
Вид учебной работы: лабораторная работа в форме учебно-исследовательского проекта.
Цели занятия:
Изучение закономерностей процесса плавления твердого тела и его количественных характеристик, ознакомление с возможностями применения полученных знаний в профессиональной области (технология пищевых продуктов), формирование умений по организации и проведению эксперимента, графическому представлению его результатов, сравнению и анализу результатов, формирование навыков работы с измерительными приборами.
Задачи занятия:
1. Ознакомиться с особенностями строения кристаллических и аморфных веществ.
2. Изучить закономерности фазовых переходов 1 рода на примере процесса плавления.
3. Построить и сравнить графики плавления кристаллического и аморфного вещества.
4. Построить график плавления конкретного пищевого продукта (твердые растительные жиры, сливочное масло, шоколад и др.), сравнить его с графиками, полученными для кристаллических и аморфных тел, сделать выводы об особенностях плавления данного продукта.
5. Рассмотреть связь между температурой плавления и пищевой ценностью продукта.
6. Обобщить и обсудить результаты экспериментальной работы, представить их в документальной форме (отчет).
Опорные знания (вопросы должны быть изучены студентами при подготовке к занятию):
1. Особенности строения кристаллических и аморфных тел.
2. Фазовые переходы 1 и 2-го рода, их примеры. Температура фазового перехода. Удельная теплота фазового перехода.
3. Плавление как пример фазового перехода 1-го рода. Графики плавления и отвердевания кристаллических и аморфных тел, их объяснение. Явление переохлаждения.
Дополнительные знания профессионального характера (вопрос должен быть подготовлен студентами к занятию на основе использования дополнительной литературы и ИНТЕРНЕТ-ресурсов):
Особенности плавления пищевых продуктов (пищевых жиров, шоколада и пр.), связь характеристик плавления с пищевой ценностью продукта и способами его приготовления.
Темы проекта:
1 группа - Исследование процесса плавления кристаллического вещества (гипосульфит).
2 группа - Исследование процесса плавления аморфного вещества (парафин).
3 группа - Исследование процесса плавления пищевого продукта (твердые пищевые жиры, шоколад и пр.).
Содержание занятия:
1. Обсуждение задачи и метода исследования, подготовка к проведению эксперимента.
2. Проведение эксперимента, измерение температуры вещества в заданные моменты времени для выбранных образцов (кристаллическое, аморфное, пищевой продукт).
3. Построение графиков плавления и отвердевания. Описание графиков. Определение температуры плавления.
4. Оформление предварительного отчета, формулирование выводов о соответствии экспериментальных графиков теоретическим и о сущности графического метода определения температуры плавления.
5. Обсуждение и обобщение результатов, полученных каждой группой, и вклада в общий результат участников проекта; анализ профессиональных аспектов изучаемого вопроса, подготовка общих выводов. Корректировка отчета по работе.
6. Анализ проведения и результатов работы преподавателем, итоговая оценка эффективности работы каждого студента.
Коллективная форма работы над учебно-исследовательским проектом требует от студентов взаимной ответственности и дисциплины, учит их формулировать мысли на профессиональном языке, владеть устной речью, слышать и понимать других, аргументированно отстаивать свою точку зрения.
Литература
1. Полат Е.С. - Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учебное пособие // М.: Издательский центр "Академия". - 2005. - 272 с.
