Реализация метода мини-проектов в рамках дистанционной работы кружка «Юный физик» на примере цикла занятий «Источники энергии»

Автор: Новоженова Мария Владимировна

Организация: ГБОУ школа №100

Населенный пункт: г. Санкт-Петербург

В рамках дополнительного образования на базе кружка «Юный физик» для 7 классов активно используется метод мини-проектов как основной метод активного обучения, так как с его помощью можно:

• расширить связь теории с практикой;
• развить интерес к физике и технике;
• развить способность к изобретательству;
• приучать к самостоятельной исследовательской работе;
• приучить к сознательному труду;
• учить работать в команде.

Во время пандемии кружок продолжал работу в дистанционном формате, сохраняя подход «обучение через создание мини-проектов». Работа велась в трех направлениях:

• Занимательные эксперименты по физическим явлениям: руководитель во время дистанционного занятия на платформе Zoom рассказывала об определенном явлении, которое можно объяснить с помощью физики, например, явление несмешиваемости некоторых жидкостей. В рамках теоретического занятия обсуждали не только применение этого явления в быту, но и возможность проведения экспериментов по данной теме. Заинтересованные ребята после занятия проводили опыт и присылали видео.
• Создание уникальных устройств – развернутый план реализации такого мини-проекта представлен ниже. Педагогом выбирается общая тема, например, источники энергии, использование магнитов в быту, уникальные жидкости и др. Далее в рамках темы реализуется ряд мини-проектов. Дети их представляют в виде фото- или видеоотчета, проводят онлайн защиту проекта.
• Виртуальные лабораторные работы: на основе открытых ресурсов сети интернет выбираются виртуальные лабораторные работы по теме занятий. Детям предложено провести такую работу, чтобы у всех были разные данные и работы не повторялись, используемые материалы или параметры приборов шифруются с помощью первой буквы имени или фамилии.

Надо отметить, что контингент кружка во время пандемии был сохранен на 90%. Не все дети активно создавали приборы, но абсолютно все с интересом смотрели результат работы товарищей. Основным плюсом предложенного подхода является:

• практико-ориентированность;
• отработка навыков работы с текстом инструкций;
• самостоятельность выполнения;
• общение детей в рамках дистанционного обучения;
• подготовка к проектной деятельности старшей школы.

 

Для реализации целого ряда мини-проектов в рамках дистанционной работы кружка был разработан цикл занятий по созданию уникальных устройств по следующим темам: магниты и их применение в быту и технике, источники энергии, уникальные жидкости.

Каждая тема состоит из трех занятий. Первое занятие полностью теоретическое и служит для того, чтобы погрузить ребят в тему. На втором занятии руководитель показывает видео из сети интернет с реализованными проектами. Обсуждается, возможность создания приборов своими силами. Некоторые ребята сразу хотят повторить уже реализованный проект, некоторые ребята хотят сделать свое собственное уникальное устройство. Дискуссия обычно на этом занятии очень активная. На третьем занятии обучающиеся представляют свои приборы или устройства, если обучение ведется дистанционно. Если ребята учатся очно, то на третьем занятии они делятся на группы и собирают предложенные механизмы, используя небольшие инструкции. Потом каждая группа презентует свой мини-проект.

Темы циклов были выбраны исходя из следующих предпосылок:

• соответствие темы возрасту обучающихся в кружке;
• доступность материалов для реализации проектов в домашних условиях (простота сборки, стоимость);
• возможность реализации хотя бы трех разных устройств силами детей.

Подробнее я остановлюсь на цикле «Источники энергии». Являясь учителем физики и одновременно руководителем кружка, я стараюсь планировать темы так, чтобы поддержать интерес к физике с помощью практической деятельности в рамках кружка. Данный цикл реализуется по планированию в мае месяце. Это сделано специально, так как именно в это время в 7 классе на уроках физики проходят понятие энергия. Именно этот цикл занятий в прошлом году был реализован полностью дистанционно в рамках работы кружка во время пандемии.

Цель разработки: показать возможность получения источников энергии в домашних условиях.

Планируемые результаты:

Предметные: повторить основные определения темы энергия курса физики 7 класса, ввести и закрепить новые понятия; изучить разнообразные источники энергии; изучить составные части предложенных руководителем источников энергии; научиться собирать простые механизмы, рабтающие на различных источниках энергии.

Метапредметные:

Коммуникативные: тренироваться устно представлять проект.

Регулятивные: уметь распределять рабочее время; выявлять и осознавать то, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению; продолжить формирование навыков и умений самостоятельно планировать пути достижения поставленных целей, выявление и осознание того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению.

Познавательные: уметь преобразовывать информацию из одного вида в другой; представлять информацию в сжатом виде.

Личностные: осознать необходимость учения, осознавать необходимость понимания законов физики, работать над самооценкой и адекватным пониманием причин успеха/неуспеха в учебной деятельности, учиться проявлять самостоятельность в разных видах деятельности, учиться выражать и отстаивать свое мнение.

Задачи для учителя при подготовке цикла:

• Найти информацию об источниках энергии: информация должна быть интересной, в ней должны быть наглядные примеры;
• Классифицировать источники энергии, для каждого источника энергии найти интересное видео длительностью не более 15 секунд;
• Придумать механизмы, которые можно собрать дома, используя альтернативные источники энергии;
• Подобрать недорогие и доступные материалы для создания механизма;
• Собрать несколько механизмов, выбрать наиболее интересный для дальнейшей демонстрации его работы во время занятий;
• Разработать 2 теоретических занятия цикла.

Риски при проведении данного вида деятельности: основным риском при проведении такого типа занятий дистанционно является нежелание некоторых детей делать что-то своими руками. Часто это те дети, которых обучаться отправили родители, чтобы ребенок лучше знал физику. Такие ребята чаще всего присутствуют на занятиях номинально, «для галочки». При очной форме обучения эта проблема решается проще, т.к. материалы к занятию уже предоставлены руководителем кружка, а ребята делают механизм в группе. Тогда каждому найдется занятие. Если таких детей много, то им можно дать задание по выполнению виртуальной работы по теме, о которых я писала выше.

Так как в рамках занятия затрагиваются очень разнообразные темы (от энергии сжатой пружины до ядерного реактора), то руководитель кружка должен очень хорошо разбираться в теме. Большим риском первого и второго занятия является модерирование беседы обучающихся. У детей возникает много вопросов, они начинают делиться опытом из жизни. Есть вероятность уйти от основной темы. Поэтому желательно в ходе занятия иметь четкое представление о временных интервалах каждого этапа.

 

Содержание

Представлен подробный план трех занятий, в рамках которых реализовывался цикл «Источники энергии».

ЗАНЯТИЕ №1

Представлен приблизительный сценарий теоретического занятия. Руководитель выступает в качестве источника нового знания, модератора беседы. Ход занятия очень индивидуален. Один из возможных вариантов беседы:

На данный в мире используются многообразные источники энергии. Какие источники вы знаете? Какие используете дома?

Изучив литературу, я сделала небольшую классификацию (к каждому необходимо пункту задать вопрос, знают ли ребята примеры):

• Ядерные реакции (работа атомных электростанций).
• Химические реакции: батарейки, аккумуляторы.
• Энергия горящего топлива (дрова, бензин, парафин, каменный уголь, торф, др.).
• Энергия природных источников: ветер, вода, Солнце.
• Запасенная энергия: давление сжатого воздуха, сила закрученной пружины, конденсаторы.

На усмотрение руководителя и в зависимости от временных рамок первой части, предлагается к просмотру одно или несколько видео по разным источникам. Желательно каждое видео ограничить 15-30 секундами, выбрать наиболее яркие моменты. Например:

• https://www.youtube.com/watch?v=_JKq2S2UFu4 с 8.26 минуты про солнечные батареи;
• https://www.youtube.com/watch?v=OJNNwkohZJg – ролик о современных источниках энергии;
• https://www.youtube.com/watch?v=XbFiVZgxYFo - ТОП 7 Источников энергии будущего.

Несмотря на такое разнообразие источников энергии из сети Интернет я узнала, что индийские ученые работают над созданием необычных батареек для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри этих батареек должна быть паста из переработанных бананов и апельсиновых корок. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить стенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки. Как вы думаете, зачем над такими устройствами трудятся целые команды ученых? Необходимо привести ребят к обсуждению отходов пищевой промышленности и проблемам экологии. Все эти исследования направлены на получение энергии из отходов пищевой промышленности или на использование излишков урожая. Такие источники энергии не загрязняют окружающую среду, возобновимы, доступны бедным странам.

Еще я узнала, что компания Sоnу на научном конгрессе в США представила батарейку, работающую на фруктовом соке. Если «заправить» такую батарейку 8 мл сока, то она сможет проработать в течение одного часа. Применяться новинка может в плеерах, мобильных телефонах. А группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. За основу был взят старый компьютер с маломощным процессором. Питается это устройство 12 картофелинами, которые меняются каждые 12 дней.

Рефлексия: Ребята, давайте вспомним все источники энергии. Давайте, по очереди… А какой источник энергии на ваш взгляд самый интересный/перспективный/самый простой в реализации?

 

ЗАНЯТИЕ №2

Для этого занятия предварительно составлен план защиты проекта. Ребятам объясняется (в рамках занятий этого цикла напоминается, так как ранее об этом уже говорили), что в 9 классе каждый будет защищать проект. План соответствует полностью требованиям к защите проекта 9 класса, который утвержден школой, с ним можно ознакомиться на сайте школы в разделе «Локальные акты». Таким образом в 9 классе для обучающихся кружка реализация индивидуального проекта не будет составлять большого труда.

На следующее занятие вы представите свои механизмы. Каждому будет выделено 5 минут на представление, потом мы с ребятами зададим вопросы. Пожалуйста, давайте запишем план выступления:

1. представиться и назвать механизм,
2. рассказать о виде энергии, на котором он работает,
3. рассказать о материалах, которые использовались при конструировании,
4. обозначить этапы сборки механизма (желательно каждый этап фотографировать),
5. описать трудности реализации проекта и как их преодолели,
6. показать действие механизма,
7. сделать вывод.

Чтобы вам было понятнее, как осуществлять защиту, я вам сейчас продемонстрирую мой механизм и расскажу про него придерживаясь плана.

1. представиться и назвать механизм: Меня зовут Новоженова Мария Владимировна и я вам представляю механизм, который движется благодаря энергии химической реакции.
2. рассказать о виде энергии, на котором он работает: мы все пользуемся батарейками и аккумуляторами. Они вырабатывают электрическую энергию, которая преобразуется в энергию движения. Источником энергии служит химическая реакция, которая проходит внутри батарейки, когда мы замыкаем цепь. На уроках химии вы узнаете об этом подробнее.
3. рассказать о материалах, которые использовались при конструировании: я использовала оси и колеса от машинки, платформу конструктора Лего, провода, 2 пластины и раствор соли для химической реакции, шестеренки.
4. обозначить этапы сборки механизма (желательно каждый этап фотографировать): сначала собирается платформа и к ней крепятся шестеренки, которые будут крутить колеса. На двойной скотч врепится емкость, к ней крепятся провода и пластины с реактивами. Когда вся конструкция собрана, то в последний момент заливается раствор соли, начинается химическая реакция и шестеренки приходят в движение.
5. описать трудности реализации проекта и как их преодолели: при сборке механизма я не учла, что шестеренки должны крутиться абсолютно свободно. При первом запуске крутящей силы первой шестеренки не хватило, чтобы крутить остальные, так как они были сильно прижаты к платформе. Пришлось быстро выливать раствор, и раскручивать нижнюю часть.
6. показать действие механизма: показывается видео, как работает механизм.
7. сделать вывод: я могу сделать вывод, что собрать механизм самостоятельно вполне возможно. Для сборки данного механизма мне потребовались мои знания химии. При сборке любой модели надо учитывать нагрузки на детали, чтобы механизм не только не развалился, но и нормально функционировал.
8. Спасибо за внимание, слушаю ваши вопросы.

Ребята задают вопросы. Потом проговаривается еще раз план защиты, и руководитель предлагает несколько идей по сборке механизмов. Наиболее интересными источниками мне показались те, в которых используются энергия материалов-отходов (например, фруктовые батарейки из подгнивших фруктов или излишков урожая). Также заинтересовали безотходные источники, например, использующие энергию сжатого воздуха, закрученной пружины, солнечной энергии. Далее выбор сузился исходя из того, что не все материалы можно было просто достать или купить.

Кто-то из ребят хочет самостоятельно выбрать проект, кто-то берет идеи из предложенных вариантов. Обязательным условием является простота исполнения, чтобы заведомо у каждого механизм получился.

 

ЗАНЯТИЕ №3

В рамках занятия ребята представляют свои проекты. При этом не используется презентация, ребенок максимально самостоятельно без подсказок рассказывает о своем устройстве. Но при этом он придерживается плана выступления. После каждого выступления другие ребята и руководитель задают вопросы.

Примеры проектов:

Машина, работающая на энергии сжатого воздуха:

для ее сборки нужны 4 колеса с осью, платформа, воздушные шарики, горлышко от детского сока

 

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.docx.. 2,1 МБ

Опубликовано: 10.02.2022