Знакомство учащихся 5-6 классов с предметом физика и его значением в технике и быту Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

_18_SCIENCES OF EUROPE # 19 (19), 2017 | PEDAGOGICAL SCIENCES

ЗНАКОМСТВО УЧАЩИХСЯ 5-6 КЛАССОВ С ПРЕДМЕТОМ ФИЗИКА И ЕГО ЗНАЧЕНИЕМ В ТЕХНИКЕ И БЫТУ

Румбешта Е.А.

Томский государственный педагогический университет,

профессор Кисленко Е. С. МБОУ «СОШ№197» имени В.Маркелова,

учитель физики Северск

ACQUAINTANCE OF PUPILS OF 5-6 CLASSES WITH THE SUBJECT OF PHYSICS AND ITS IMPORTANCE IN ART AND

EVERYDAY LIFE

Rumbeshta E.A.

Tomsk state pedagogical University, professor

Kislenko E.S.

MBOU "school №197" named after V. Markelov, physics teacher

Seversk

АННОТАЦИЯ

В статье отражены проблемы инженерного образования, которые проявляются в настоящее время и в школе и в вузе. К ним относятся: низкие стартовые возможности абитуриентов - слабые фундаментальные знания, недостаточная самостоятельность, слабая мотивация к учебной и будущей профессиональной деятельности, уменьшение интереса к техническому образованию. В проведенных исследованиях выявлена низкая мотивация учащихся и студентов к изучению предмета. Автором проанализированы методы по решению проблемы ориентации учащихся на инженерные специальности, используемые в настоящее время, и, предложен свой вариант решения проблемы - введение пропедевтических курсов практической направленности для учащихся 5-6 классов. Преподавание курса построено на основе совместного обсуждения содержания новых знаний, пополнения знаний учащихся об ученых и пользе их открытий, организации наблюдений и выполнения простых модельных опытов, конструировании простейших устройств. В результате этого, ученики приобретают некоторые практические, технологические, информационные умения. Проведенное исследование показывает появление у них мотивации на изучение физики и развитие познавательного интереса к предмету. В статье описан курс для 6 класса, где ученики знакомятся с великими открытиями и их инженерными и бытовыми воплощениями, и, приведены результаты, отражающие значимость курса.

ABSTRACT

The article reflects the problems of engineering education, which manifest themselves at present in school and at University. These include: low start University the weak fundamental knowledge, lack of independence, lack of motivation to educational and future professional activity, reduction of interest in technical education. The study revealed low motivation of pupils and students to study the subject. The author analyzes methods to solve the problem of orientation of students to the engineering profession, currently used and proposed his solution to the problem - the introduction of a propaedeutic courses with a practical orientation for students in grades 5-6. Teaching the course is built on the basis of joint discussion of new knowledge, knowledge acquisition of students about scientists and their discoveries, the organization of the observations and performing simple model experiments, designing the simplest devices. As a result, the students acquire some practical, technological, and informational skills. The article shows the positive results of the development of practical skills of students, have the appearance of a motivation to study the physics and development of cognitive interest. The article describes a course 6 class, where pupils get acquainted with the great discoveries and engineering and home incarnations, and the results reflect the importance of the course.

Ключевые слова: проблемы инженерного образования, уменьшение интереса к техническому образованию, элективный курс практической направленности для учащихся 5-6 классов, развитие мотивации на изучение физики.

Keywords: problems of engineering education, reduction of interest in technical education, the development of motivation to study physics, elective course with a practical orientation for students in grades 5-6.

В настоящее время, в современном обществе и трудности, возникающие в процессе их подго-существует проблема нехватки инженерных кадров товки. Причем, проблема инженерного образова-

ния проявляется не только в России, но и за рубежом. Исследования, проведенные ведущим «Рейтинговым агентством эксперт» [1] отражают следующие факты.

Дефицит инженерных кадров, способных эффективно работать в современных условиях, наблюдается во многих странах. В США в 2008 г. только 4% бакалавров получили подготовку по инженерным специальностям.

Потребность в квалифицированных инженерных кадрах удовлетворена в Японии - на 80%, в Индии - на 67%, в Бразилии - на 57%, в США - на 52%,, в России -45%, в Китае - 24%.

По слова В.В. Путина: «Главная проблема сегодняшней российской экономики - это ее крайняя неэффективность. Производительность труда в России остается недопустимо низкой. Нам нужно возродить инженерные школы и подготовку рабочих кадров». [2]

По поводу вопроса, почему в России сложилась подобная ситуация, существует много мнений. Анализ последних исследований показал, что все их можно свести к следующим.

Так, в работах [3], [4] данная ситуация объясняется диверсификацией высшего профессионального образования; низкими стартовыми возможностями абитуриентов, слабой мотивацией к учебной и будущей профессиональной деятельности, уменьшением интереса к техническому образованию, которое наличествует еще в школе и сказывается на слабой подготовке школьников (о чем соответствуют последние данные ЕГЭ по физике [5], [6]) и последующей их способности усвоения базового курса физики в вузе.

Для подтверждения гипотезы о низкой мотивации на изучение естественнонаучных дисциплин, авторами данной статьи было проведено следующее исследование. Оно состояло в анкетировании студентов первого курса ТГАСУ, филиала МИФИ г. Северска Томской области и школьников 7 класса МБОУ «СОШ №197» г.Северска. Им было предложено ответить на ряд вопросов, касающихся выбора специальности, трудностей в изучении физики. Многие студенты ответили, что идут учиться на технические специальности, потому, что при поступлении достаточно иметь относительно низкий проходной балл. О качестве подготовки говорится в работах [7], [8]. В процессе обучения они испытывают трудности из-за недостатка знаний и умений выполнения практических работ.

Учащиеся 7 класса не испытывают потребности в изучении физики, так как в большинстве, не знают, для чего им нужна физика, не имеют представления о ее практическом применении.

Результаты исследования, подтверждают высказанное выше общее мнение и позволяют выделить нерешенную часть проблемы - у обучающихся разного уровня наличествует низкая мотивация к изучению предмета.

Все вышеизложенное говорит о том, что школьное физическое образование нуждается в изменениях, направленных на повышение интереса к

физике и ее практическим применениям. Таким образом, целью данной статьи является разработка комплекса мероприятий по повышению интереса учащихся к практической стороне физики и развитию у них практико-конструкторских умений.

В настоящее время, начинает разворачиваться работа по профессиональной ориентации и консультированию школьников в вузах. В 2013 г. в рамках пилотного проекта департамента образования города Москвы по организации профильного обучения в федеральных государственных образовательных организациях высшего образования, был создан Предуниверситарий Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», который является частью единой университетской системы подготовки инженерных кадров, обеспечивающей качество инженерного образования мирового уровня. В МИФИ создана и успешно развивается Сетевая виртуальная школа, в работе которой принимают участие школы со всей России. Сетевая школа предоставляет возможности бесплатного дистанционного обучения для школьников и педагогов школ, организует дискуссионные площадки, конференции, онлайн-лекции и консультации и др. Университетом «МИФИ» организуется проведение олимпиад для школьников: отраслевая физико-математическая олимпиада «Росатом», Всероссийский конкурс научных работ школьников «Юниор», Инженерная олимпиада школьников 9-11-х классов (совместно с ведущими инженерно-техническими вузами).

Кроме того, НИЯУ МИФИ ведет ряд образовательных проектов совместно с Госкорпорацией «Росатом» в городах расположения предприятий атомной отрасли. При научно-методической поддержке «МИФИ» открыты атомклассы.

В Томской области, в рамках проекта «Школа Росатома», который реализуется в г.Северске с 2011 года, ведется предметная подготовка учителей и школьников, читаются популярные лекции, знакомящие с профессиональной подготовкой в вузе. [9]. В городе также успешно работает инновационный сетевой образовательный проект «Северская инженерная школа», которая существует на базе Северского технологического института НИЯУ МИФИ. Цель данного проекта - возрождение интереса у молодежи к техническим специальностям, активное вовлечение работодателей в процесс опережающей подготовки кадров, эффективная реализация творческих возможностей обучающихся и формирование у них осознанного выбора индивидуальной траектории профессионального развития.

Но, все вышеперечисленные меры, тем не менее, не в полной мере приводят к нужному результату из-за низкой мотивации на изучение физики в школе.

Таким образом, перечисленными фактами, обосновывается гипотеза о целесообразности введении пропедевтических курсов по физике в 5-6 классах, где процесс обучения построен так, что после прохождения курса, ученики приступят к изучению физики в 7 классе с большим желанием и пониманием ее значения в технике.

Авторами проанализированы возможности пропедевтических курсов, существующих в практике обучения в настоящее время. Анализ пропедевтических курсов естественнонаучного направления, применяемых в г. Северске показал, что, в основном, данные курсы проводятся по программе Гуревича А.Е., Исаева Д.А., Понтака Л.С. «Физика. Химия. 5-6 класс». В одной из школ курс построен по авторской программе атомной тематики. В г.Томске - в двух школах такая подготовка ведется по программе Шулежко Е. М., Шулежко А. Т. Анализ этих курсов по содержанию показал следующее: программы полностью дублируют программы 7-8 классов, изучение практической составляющей представлено в минимальном объеме.

Кроме указанных общепринятых курсов, некоторые учителя проводят курсы по авторским программам, например: ГБОУ «СОШ №1375» г. Москвы Громцева Ольга Георгиевна. Рабочая программа клуба «Юный физик-экспериментатор», Физика рядом Ю.Б. Тяпкин, Павлова Т.Н. Физика вокруг нас ГБОУ лицей №373 Московского района Санкт-Петербурга «Экономический лицей». Однако, все эти курсы, также перекликаются с курсами А.Е. Гуревича и Е.М. Шулежко.

Анализ приведенных выше курсов и личный опыт проведения занятий авторов по одной из указанных программ показал, что имеются некоторые положительные эффекты после прохождения анализируемых курсов. Так, ученики делают меньше ошибок при оформлении задач, при оформлении лабораторных работ, знают основные единицы СИ. Однако мотивации на изучение предмета они почти не дают, так как курсы направлены, по большей части, на информационно-теоретическую подготовку. И так как программы курсов во многом дублируют программы 7-8 классов, это может привести к обратному эффекту при изучении предмета, детям будет не интересно изучать материал дважды. Что в какой-то степени подтверждено и автором.

Изменить характер допредметной подготовки по физике можно посредством элективного курса, в процессе изучения которого упор делается на практическую часть физики. Авторами разработан и апробирован элективный курс практической направленности для 5-6 классов. «Изучаем технические открытия. Пробуем конструировать».

Целью курса является сообщение школьникам интересных сведений, развитие у них первичных практических умений и мотивации к изучению физики.

Программа курса предполагает: практическую направленность (пополнение знаний о роли физики в практике человечества, развитие первичных прак-тико-конструкторских умений), развитие познавательного интереса к физике, развитие мотивации на физическое образование.

Для учащихся 5-6 классов создана программа, на основе которой они сначала могут почувство-

вать красоту и силу физической науки, воплощенной в изобретениях. На основе демонстраций простых опытов или слайдов школьники вместе с учителем объясняют суть увиденных явлений. При выполнении простых опытов они могут увидеть практическое применение тех открытий, которые в давние времена или в современное время совершили ученые.

Задачей курса является развитие у школьников умений и способностей, которые в настоящее время определяются как результаты обучения в основной школе.

В плане личностных результатов:

- развитие познавательного интереса и интереса к творчеству;

- развитие отношения к физике, как элементу общечеловеческой культуры;

- ориентация в дальнейшем на естественнонаучный профиль обучения;

- мотивация на самообразование.

В плане метапредметных результатов:

- развитие первичных умений постановки цели деятельности, планирования, оценки результатов деятельности;

- развитие умения обсуждать проблемы, предлагать варианты решения;

-формирование умения ставить вопросы, отвечать на вопросы;

- развитие монологической речи, диалога.

В плане предметных результатов - развитие умений:

- различать физические явления, встречающиеся в повседневной жизни;

- пользоваться общедоступными приборами;

- производить измерения некоторых физических величин;

- проводить несложные опыты и наблюдения.

Программа электива для учащихся 5 класса составлена на базе материалов авторов Дэвида Уэста, Стива Паркера [10] и содержит темы: 1.Введение 2.Плуг З.Баллиста 4.Термос 5.Самолет б.Парашют 7.Корабль-парусник. Подробное описание методики проведения курса изложена в статье Е.А. Рум-бешты и Е.С. Кисленко.[7]

Содержанием программы для учащихся 6 класса является знакомство с домашней техникой, которая значительно облегчает жизнь современному человеку, и, процессами ведения домашнего хозяйства, в основе которых лежат законы физики. На занятиях изучается на доступном учащимися уровне, устройство приборов. Моделируется их принцип деятельности. Ученики включаются в конструкторскую деятельность. Тематика занятий: 1.Утюг 2.Термометр З.Гигрометр 4.Электрический чайник 5.Телефон 6.Электрическая плита 7.Венти-лятор кухонные весы, 8.Увлажнитель воздуха. Фрагмент программы курса представлен в таблице 1, где (Р) - регулятивные действия, (К) - коммуникативные действия, (П) - познавательные действия.

Таблица 1

Тема занятия Краткое содержание Демонстрации или опыты Получаемые знания. Развиваемые умения.

Утюг на углях Ученикам сообщаем, что утюг изобретен очень давно. Утюги с формой, близкой к современной, появились в ХУ111-Х1Х . веках. Корпус утюга изготовлялся из чугуна. Сплошной утюг ставился на печь. Полый - наполнялся углями. Древнетюркское - «утюк» складывалось из «уг» -огонь, «юк» - положить. Демонстрируется фото утюга, нагреваемого или на печи или углями. Вместе с учениками выясняется принцип его действия. Перед учениками ставится вопрос- как с помощью двух металлических цилиндров разного объема или, состоящих из разных материалов и электроплитки показать принцип действия утюга и объяснить его. Задание - как из подручных средств сконструировать утюг. Обсудите, составьте план создания модели утюга. Тепло передается от более нагретого тела - менее нагретому. Развивается умение спланировать (Р), объяснить результат эксперимента; сконструировать модель устройства.

Термометр Какие измерительные приборы есть у вас дома? Простейшим из них является термометр. В переводе с греческого «термо» -тепло, «метро» - измеряю. Демонстрация слайдов: термометры жидкостные с различными температурными шкалы, термометр Галилея, другие разновидности термометров. В ходе совместного обсуждения, выясняем, что общего у всех термометров. Развиваются умения высказывать собственное мнение (К), анализировать (П), сравнивать (П). Учащимся предлагается сконструировать термометр, имея только резервуар со спиртом. Учащиеся, работая в группах, предлагают варианты решения поставленной задачи. При этом развиваются умения работать в группе (К), планировать свою и совместную деятельности (Р).

Гигрометр Продолжая тему домашних измерительных приборов, переходим к следующему прибору, измеряющему такой важный показатель как влажность. Существует несколько типов гигрометров (весовой, волосной, плёночный и другие), действие которых основано на различных принципах. Демонстрация слайдов: бытовая метеостанция производства СССР, различные типы гигрометров. Предлагается задание -сконструировать свой гигрометр. Учащимся предлагается определить - на каких физических явлениях работают различные гигрометры. Что они измеряют. Развиваются умения высказывать собственное мнение (К), анализировать (П), сравнивать (П). Далее, работая в группах, учащиеся разрабатывают модель гигрометра. При этом развиваются умения работать в группе (К), планирование своей деятельности (Р). В ходе совместного обсуждения выбирается наилучшая модель и конструируется учащимися.

После прохождения курса ученики заполняют рефлексивные карты.

Вопросы для учащихся 5 класса:

1.Что было самым интересным на занятиях?

2. Какие занятия запомнились, почему?

3. Какие научные открытия вам показались наиболее значимыми, какие известные вам открытия мы не обсудили.

4. Как легче на занятиях открывать что-то новое, подумав самостоятельно или обсудив с другими учениками, учителем.

5. Какова роль физики в развитии общества.

Ученикам 6 класса были предложены для заполнения анкеты следующего содержания.

1. Какова роль планирования при выполнении деятельности?

2. Какие роли вы выбирали при совместной работе в группе?

3. Какие физические явления лежат в основе действия домашних приборов, назовите соответственно - явления и приборы.

4. Какие умения вы считаете конструкторскими и, какие из них вы применяли при выполнении заданий?

5. Какую роль играет физика в развитии современной науки? Технике? Приведите примеры.

6. Вы с желанием и интересом приступите к изучению физики в 7 классе?

7. Какие знания, умения вы хотели бы приобрести при изучении физики? Какие знания и умения пригодятся вам при поступлении в технический ВУЗ?

Все вышеизложенное позволяет сделать следующие выводы. Рефлексивная оценка курса показала его эффективность. Учащиеся 5 класса считают физику интересным предметом, так как им нравится практическая самостоятельная работа (познавательные действия), отмечают, что легче работать в группах после обсуждения совместной деятельности (регулятивные действия), и важность изучения физики в развитии современной науки. Учащиеся 6 класса отмечают важность планирования и распределения ролей при совместной работе (регулятивные действия), приобретение ими конструкторских навыков (конструирование моделей домашних приборов), большинство считают физику интересным предметом и считают, что знания и умения, полученные на курсе пригодятся им при поступлении в ВУЗ.

Таким образом, можно сделать вывод: у учащихся заметно возрастает познавательный интерес и интерес к предмету, усиливается мотивация к обучению физики, развиваются навыки практической работы, развиваются познавательные, регулятивные и коммуникативные действия. При опросе учеников, пришедших в 7 класс, выяснилось, что большинство из них считают физику интересным предметом и имеют желание активно ее изучать. В дальнейшем предполагается продолжать развивать вышеперечисленные умения у учащихся в 7-9 классах, усиливать познавательный интерес за счет усиления практической составляющей предмета.

Литература

1 Агентство стратегических инициатив. URL: http://asi.ru/ (дата обращения 14.07.2017)

2. Послание Президента РФ Федеральному Собранию от 12.12.2012 "Послание Президента Владимира Путина Федеральному Собранию РФ". URL:

http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_ 138990/ (дата обращения 22.09.2017)

3 Мустафина Д.А., Ребро И.В., Рахманкулова Г.А. Негативное влияние формализма в знаниях студентов на формирование инженерного мышления // Инженерное образование. - 2011. - №7. -С.10-15.

4. Склярова Е.А., Ерофеева Г.В., Пескова Е.С. Информационно-коммуникационные технологии в ВУЗе и школе / Склярова Е.А., Ерофеева Г.В., Пескова Е.С. // Вестник ТГПУ 2009. - № 11. - С. 74-76

5. Назаров П.А. Анализ результатов ЕГЭ-2016 по физике в Томской области // Анализ результатов ЕГЭ-2016 по русскому языку, математике, физике, химии, информатике и ИКТ, биологии, истории, географии, иностранным языкам обществознанию, литературе, в Томской области: Информационно-аналитический отчет и методические рекомендации / под общ.ред. П.И. Горлова. - Томск: Дельтаплан, 2016. - С.71-88.

6. Назаров П.А. Анализ результатов ЕГЭ-2017 по физике в Томской области // Анализ результатов ЕГЭ-2017 по русскому языку, математике, физике, химии, информатике и ИКТ, биологии, истории, географии, иностранным языкам обществознанию, литературе, в Томской области: Информационно-аналитический отчет и методические рекомендации / под общ.ред. Е.Н. Стародубцевой. - Томск: Дельтаплан, 2017. - С.86-107.

7. Румбешта Е. А., Кисленко Е. С. Пропедевтический курс по физике для 5-6-х классов как средство развития интереса к предмету и его практической составляющей / Румбешта Е. А., Кисленко Е. С. // Вестник ТГПУ 2017. - № 4. - С. 57-63

8. Кисленко Е.С. Ориентация младших школьников на изучение физики через организацию элективных курсов практической направленности / Кисленко Е.С. // Преподавание естественных наук, математики и информатики в вузе и школе: материалы IX Международной научно-практической конференции (01-02 ноября 2016г). - Томск: Издательство ТГПУ, 2016. - С.99-102.

9. Школа Росатома. URL: http://rosatomschool.ru/ (дата обращения 31.08.2017)

10. Д.Уэст, С. Паркер. 53/2 открытия, которые изменили мир и кое-что еще. М.: Росмэн, 1994. -60с.