От идеи к проекту: активное обучение физике в предпрофильных инженерных классах

Автор: Макаренко Дарья Павловна

Организация: МАОУ «СОШ №4»

Населенный пункт: Забайкальский край, город Краснокаменск

Аннотация.

В статье представлен опыт организации проектной и исследовательской деятельности учащихся 7–8 предпрофильных инженерных классов. Описаны методы проблемно-ориентированного, игрового и проектного обучения, приведены конкретные примеры заданий, вопросов и экспериментов, направленных на формирование инженерного мышления.

1. Введение

Каждая новая эпоха требует изменения самого человека, его продвижения на новую ступень развития. В современном мире основными ценностями становятся информация, знания, интеллект, креативность и высокие технологии. В предпрофильных инженерных классах (в нашей школе это 7А и 8Б) особенно важно сформировать у учащихся способность самостоятельно мыслить, добывать знания и применять их на практике.

Организация проектной деятельности способствует развитию творческого потенциала, проведению самостоятельных исследований, умению работать в команде и отвечать за результаты коллективного труда. Образовательный проект рассматривается как совместная учебно-познавательная, творческая деятельность, имеющая общую цель и согласованные методы. В данной статье я представляю методы и приёмы обучения, которые помогают подготовить учащихся к созданию проектов и развивают у них инженерное мышление.

2. Проблемно-ориентированное обучение

В основе каждого проекта лежит проблема. Для её решения учащимся необходимо использовать знания не только из области физики, но и из других наук, а также владеть творческими, коммуникативными и интеллектуальными умениями.

Условия успешного проблемного обучения:

• проблематизация учебного материала;
• активность ребёнка;
• связь обучения с жизнью.

Плюсы подхода:

• формирование способности самостоятельно мыслить, добывать и применять знания;
• более прочное усвоение материала (через самостоятельный поиск);
• привлекательность учебной деятельности (она основана на преодолении посильных трудностей);
• положительное влияние на эмоциональную сферу (удовольствие от самостоятельно найденного решения);
• развитие внимательности и наблюдательности.

В своей работе я использую три направления проблемного обучения: проблемные вопросы, проблемные задачи и проблемный эксперимент.

2.1. Проблемные вопросы

Проблемные вопросы не требуют расчётов, они заставляют объяснить физическое явление или предсказать его протекание в определённых условиях.

Примеры к теме «Диффузия» (7 класс, учебник А.В. Перышкина):

• В каком растворе – горячем или холодном – быстрее просаливаются огурцы?
• Какой водой (теплой или холодной) лучше запивать лекарство, чтобы ускорить его действие? Почему?

Примеры к теме «Архимедова сила» (7 класс):

• Почему рыбы имеют более слабый скелет, чем животные, обитающие на суше?
• Почему тяжёлый корабль плавает, а гвоздь, брошенный в воду, тонет?

2.2. Проблемные задачи

В отличие от вопросов, проблемные задачи требуют вычислений. Они знакомят учащихся с достижениями науки и техники, воспитывают трудолюбие и целеустремлённость. Привожу примеры задач с межпредметным содержанием.

К уроку «Скорость» (7 класс):

В 1966 году атомные подводные лодки впервые в мире осуществили кругосветное плавание под водой. За 1,5 месяца, ни разу не поднявшись на поверхность, они прошли около 40 000 км. С какой средней скоростью они двигались?

К уроку «Вес тела» (7 класс):

Самые крупные животные – синие киты. Один из китов достигал 33 м в длину и весил 1500 кН, что соответствует весу 30 слонов. Самая крупная современная птица – африканский страус (масса 75 кг). К самым мелким относятся колибри (масса 2 г, размах крыльев 3,5 см). Сравните вес кита и страуса.

2.3. Проблемный эксперимент

Эксперимент может быть качественным или количественным, демонстрационным или домашним. Чаще всего такие задания даю на дом, подбирая их так, чтобы всё необходимое ученики могли найти дома.

Примеры:

• К уроку «Взаимодействие молекул». Кусок мыла разрезаем, окунаем срезом в воду, стряхиваем и сильно прижимаем ко дну тарелки. Поднимаем тарелку за мыло. Почему тарелка не падает? (Возникает сила притяжения между молекулами.)
• К уроку «Инерция». Быстрыми шагами пронести тарелку с жидкостью и, резко остановившись, поставить на стол. В каком направлении выливается жидкость и почему? (По инерции – в направлении движения.)
• К уроку «Давление в жидкости и газе». Надеть на руку новый полиэтиленовый мешочек и опустить руку в ведро с водой, придерживая мешочек другой рукой. Оказывает ли вода давление на руку?

3. Игровые методы обучения

Игры повышают мотивацию, вовлекают учащихся в активное взаимодействие с материалом, развивают аналитическое мышление и помогают сплочению коллектива. В инженерных классах, где проектная деятельность часто требует командной работы, игровые приёмы становятся важным инструментом.

Примеры игр, которые я использую на уроках:

1. «Эстафета» – при проверке домашнего задания: отвечая, ученики передают «эстафетную палочку» следующему. Соревнуются ряды.
2. «Бой знатоков физики» – правильно ответивший сам задаёт вопрос другому ученику.
3. «Найди физическую ошибку» – учитель даёт описание физического объекта с намеренной ошибкой, ученики её находят и исправляют.
4. «Логическая цепочка» – продолжить ряд по логике.
5. «Узнай учёного» – по описанию научной деятельности. Например: «Французский физик и математик, создатель первой теории связи электрических и магнитных явлений, ввёл понятие “электрический ток”» (Андре Мари Ампер).
6. «Занимательная физика» – ребусы, кроссворды, загадки.

Также хорошо зарекомендовало себя задание: ученики сами составляют список вопросов по теме, а затем в классе проводят соревнование «эстафету» с этими вопросами. Дети повторяют материал, учатся формулировать вопросы, и, стремясь к победе, придумывают всё более сложные и интересные задания.

4. Проектный метод

Работа по этой технологии даёт возможность развивать индивидуальные творческие способности учащихся, помогает им осознанно подходить к профессиональному самоопределению (что особенно важно в предпрофильных классах). Ученики самостоятельно пополняют знания, глубоко вникают в тему, формируют активное мировоззрение.

Структура урока при введении проектной деятельности:

1. Постановка проблемы.
2. Мозговой штурм.
3. Определение темы проекта.
4. Постановка целей и задач.
5. Ознакомление с критериями оценки.
6. Установление процедуры представления проекта.

Последовательность выполнения проекта (алгоритм для учеников):

1. Подготовительный этап – выбор темы, цели, задачи, гипотеза.
2. Теоретический этап – изучение явления по разным источникам.
3. Экспериментальный этап – проверка гипотезы, опыты.
4. Реализация проекта – структурирование материала.
5. Защита проекта.

Благодаря многократному использованию этого алгоритма у детей вырабатывается «шаблон», который подходит для любых проектных работ. Они становятся спокойнее и увереннее.

Виды проектов, которые мы выполняем в инженерных классах:

• Информационные – сбор и анализ информации о физическом объекте или учёном.
• Игровые – познание через ролевое проживание физических процессов.
• Исследовательские – самостоятельное решение проблемы с выдвижением и проверкой гипотезы.

Пример: после изучения темы «Агрегатные состояния вещества» один из учеников заинтересовался вопросом: какое агрегатное состояние у желе? Ребёнок провёл самостоятельное исследование. Впоследствии мы подробно разобрали этот вопрос, и работа заняла первое место на районной научно-практической конференции «Шаг в науку».

5. Результаты и выводы

Использование проблемных, игровых и проектных методов в предпрофильных инженерных классах даёт следующие результаты:

• повышается интерес к изучению физики;
• развиваются навыки самостоятельной исследовательской работы;
• ученики учатся работать в команде и нести ответственность за общий результат;
• формируются ключевые компетенции, необходимые для дальнейшего инженерного образования.

Каждый ребёнок уникален, и задача учителя – создать условия, в которых он сможет развить собственные способности и реализовать свои идеи. Интеграция исследовательских проектов в школьное образование является перспективной практикой, готовящей подрастающее поколение к вызовам современного мира.