Методическая разработка «Организация исследовательской деятельности учащихся при изучении физики»

Автор: Канаичева Мария Викторовна

Организация: МОУ Пустошенская ОШ

Населенный пункт: Ивановская область, Шуйский район, с. Пустошь

Аннотация.

Содержание методической разработки «Организация исследовательской деятельности учащихся при изучении физики» направлено на реализацию программы курса внеурочной деятельности «Основы исследовательской и проектной деятельности обучающихся». В представленном материале отражен авторский подход к созданию условий для формирования устойчивой мотивации обучающихся на уроках через организацию исследовательской деятельности при изучении физики.

Методическая разработка может быть полезна молодым специалистам и учителям общеобразовательной школы, в ней представлены фрагменты организации исследовательской деятельности на уроках физики.

Актуальность методической разработки заключается в том, что она направлена на реализацию требований ФГОС ООО и ФГОС СОО по формированию функциональной грамотности учащихся.

Исследовательская деятельность обучающихся вписывается в структуру ФГОС третьего поколения и полностью соответствует заложенному в нем основному подходу.

Основная часть.

Формирование функциональной грамотности учащихся представляет собой одну из главных задач, с которыми сталкивается современное образование. Функциональная грамотность - способность обучающихся решать как учебные задачи, так и жизненные ситуации, опираясь на сформированные предметные, метапредметные и универсальные учебные действия. Ребята должны понимать, что полученные в школе знания и умения пригодятся им в различных сферах жизни.

Функциональная грамотность включает в себя несколько компонентов, одним из которых является естественнонаучная грамотность. Естественнонаучная грамотность это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с естественными науками.

Для эффективного формирования естественнонаучной грамотности на уроках физики можно использовать разные методы и приемы. К ним относятся: - Проблемное обучение и проектная деятельность позволяют учащимся самостоятельно искать решения проблем, применяя научные знания и методы.

- Экспериментальная и исследовательская работа даёт возможность ученикам непосредственно наблюдать за физическими явлениями, проводить исследования и делать выводы.

- Информационно – коммуникативные технологии расширяют возможности для проведения виртуальных экспериментов, изучение научной литературы.

- С помощью моделирования, сложные физические явления и процессы становятся более понятными и доступными для изучения.

- Межпредметные связи позволяют видеть связь физики с другими науками.

Физика – наука экспериментальная. В её основе лежат наблюдения и опыты. Поэтому при изучении физики создаются условия для формирования естественнонаучной грамотности учащихся.

Исследовательская деятельность – это организованная, познавательная, творческая деятельность обучающихся, характеризующаяся целенаправленностью, активностью, предметностью.

Результатом исследовательской деятельности является формирование познавательных мотивов, приобретение новых знаний и способов деятельности.

Актуальность применения исследовательской деятельности на уроках и во внеурочное время особенно возрастает на современном этапе, когда результатом образовательного процесса становится не определенная сумма знаний сама по себе, а умение применить полученные знания в различных жизненных ситуациях.

Необходимость организации исследовательской деятельности определяется следующими факторами:

- значительно возрастает интерес к изучению предмета;

- качество усвоения учебного материала достигает более глубокого уровня;

- ученики знакомятся с основами научного подхода, осваивают навыки критического мышления, самостоятельности в поиске и применении новых знаний на практике.

Целью вовлечения школьников в исследовательскую деятельность является всестороннее развитие личности через углубление теоретических знаний и приобретение практических умений, необходимых для проведения проектов и самостоятельных исследований.

Для достижения данной цели учитель ставит перед собой следующие задачи: выявить способных и талантливых учащихся; стимулировать интерес к научному познанию мира; научить самостоятельной работе с разными источниками информации; познакомить с методами обработки данных и анализа результатов исследований; помочь в подготовке и оформлении отчётов и публичных докладов по выполненным проектам.

Исследовательская деятельность учащихся может быть организована на разных этапах урока: при изучении нового материала, на этапе повторения и обобщения знаний, при закреплении новых знаний. Для успешного проведения исследовательских работ необходимо развивать у учащихся базовые навыки и заинтересовать их процессом. Ребят необходимо научить: постановке чётких исследовательских целей и задач; планированию экспериментов; выбору подходящего оборудования и материалов; сбору и настройки экспериментальных установок; проведению экспериментов и исследований; анализу полученных данных; подготовке к публичной презентации результатов исследования.

Принципы исследовательской деятельности: принцип единства теории и практики; принцип системности и последовательности; принцип целостности; принцип активной деятельности; принцип развития; принцип результативности.

Физику нельзя «вызубрить», ее надо понимать.

Поэтому в своей работе использую: экспериментальные исследования - лабораторные работы, мини – исследования, домашние практические задания.

Лабораторные работы выполняются по готовому плану, поэтому они не учат самостоятельной исследовательской деятельности.

При организации мини-исследований формируется самостоятельность учащихся. На мини – исследование на уроках отводится от 15 до 20 минут.

В 7 классе, когда только начинается изучение физики, исследовательская работа выполняется под руководством учителя. К 9 классу, навыки исследовательской работы у учащихся уже сформированы, процесс исследования ребята выполняют сами на уроках или во внеурочное время.

Большое значение для формирования естественнонаучной грамотности учащихся имеет домашний эксперимент. Домашнее исследование проводится учащимися самостоятельно или с родителями.

Например, при изучении в 7 классе закона Паскаля, ребятам дается задание: изготовить шар Паскаля и с его помощью проверить справедливость закона. Можно предложить дома самостоятельно провести исследование зависимости явления диффузии от температуры и рода жидкости; исследовать зависимость скорости испарения жидкости от площади сосуда, от температуры и рода жидкости.

При изучении электрических явлений в 8 классе, предлагаю учащимся изготовить электроскоп и проверить взаимодействие наэлектризованных тел.

Об эффективности применения исследовательской деятельности на уроках физики и во внеурочное время говорит повышение качества знаний и обученности учащихся. За 3 года процент успеваемости повысился до 100%, а качество знаний в среднем до 68%. Ребята принимали участие в конкурсах научно – исследовательских работ разного уровня, занимали призовые места. Учащиеся выбирают и успешно сдают ОГЭ и ЕГЭ по физике.

 

Организация исследовательской деятельности на уроках физики.

(из опыта работы)

Приведу фрагменты уроков, на которых организую исследовательскую деятельность учащихся с целью формирования естественнонаучной грамотности.

Урок в 8 классе по теме «Плоское зеркало».

(автор учебника А.В. Перышкин, базовый уровень)

О зеркале говорится во многих литературных произведениях. В книге Льюис Керролл «Алиса в Зазеркалье», в сказке «Королевство кривых зеркал» зеркало служит границей между реальной жизнью и зазеркальем, где искажается действительность. В произведении «Сказка о мертвой царевне и семи богатырях» злая мачеха обращается к зеркалу: «Свет мой, зеркальце! Скажи, да всю правду доложи…»

А как вы думаете: Правду ли говорят зеркала? Почему мы видим свое отражение в зеркале? Чтобы ответить на эти вопросы, я приглашаю ребят заглянуть в страну Зазеркалье.

К моменту изучения темы, восьмиклассники уже знают о том, что такое источник света, прямолинейное распространение света, отражение света и закон отражения света. Но они не знают, как получается изображение в зеркале. Предлагаю ребятам выполнить исследование для выявления особенностей отображения предмета в зеркале по плану:

1.Футляр компакт диска расположить гранями под углом 90⁰. С одной стороны (прозрачной) расположить карточку с рисунком, а с другой (темной) чистый лист бумаги. Смотрим на чистый лист сверху, отражения нет. Смотрим со светлой стороны, как бы заглядываем за зеркало, видим отражение. Такое отражение называется мнимым (видим то, чего нет на самом деле).

2. Обводим отражение. Убираем футляр, сравниваем рисунок и отражение, ищем, что общего между рисунком и его отражением. Чем отличаются отражение и рисунок?

3.Измеряем расстояние от зеркала до рисунка и от зеркала до отражения. Делаем вывод. Изображение в плоском зеркале: мнимое, прямое, равное по размерам предмету, симметрично предмету, расстояние от зеркала до предмета равно расстоянию от зеркала до изображения.

Далее, ребятам предлагаю исследовать зависимость числа изображений от угла между зеркалами. Убедиться, что изображение, получаемое в зеркале, мнимое.

На листе картона под разными углами друг к другу располагаем два зеркала. Видим, что число изображений зависит от угла между зеркалами.

 

Угол между зеркалами	Число изображений в зеркале
900	3
600	5
450	7
300	11

Делаем вывод: что число изображений, зависит от угла между зеркалами. Совместно с ребятами, стараемся вывести формулу, для нахождения числа изображений в зеркале.

N = (360/а) - 1 формула для нахождения числа изображений в зеркале.

На данном этапе урока – изучение нового материала, учащиеся получили новые знания в ходе самостоятельного исследования, что способствует лучшему запоминанию и формированию естественнонаучной грамотности. Ребята получают домашнее задание: найти информацию о практическом применение зеркал.

Физика 9 класс. Тема «Механические колебания» (автор учебника Перышкин А.В., базовый уровень)

После изучения темы «Механические колебания» следуя учебному плану, предусмотрена практическая работа «Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний математического маятника от длины нити». Предлагаю расширить эксперимент: вместо ограничения лишь измерением зависимости от длины маятника, ребятам предстоит определить влияние массы подвешенного груза и амплитуды колебательных движений на периодичность и частоту.

Учащиеся выдвигают гипотезы:

1) При увеличении длины нити маятника возрастает период колебаний, в то время как частота уменьшается;

2) Увеличение массы груза приводит к повышению периода колебаний и уменьшению частоты.

3) Большая амплитуда колебаний способствует удлинению периода и уменьшению частоты.

В ходе практического исследования подтвердилась лишь первая гипотеза. В завершение урока обсуждаем значимость изучения данной темы, обращая внимание на необходимость понимания закономерностей механических колебаний в реальных приложениях науки и техники. На дом ученикам поручается задание: выявить конкретные примеры практического использования математических маятников, что способствует формированию умений самостоятельного анализа научной литературы.

Фрагмент сценария открытого урока «Источники энергии» с элементами исследовательской деятельности учащихся. Физика 8 класс.

Цель урока: познакомиться с альтернативными источниками энергии (АИЭ), создание экологически чистого альтернативного источника энергии.

Задачи

Образовательная: изучить материал по теме АИЭ; вовлечь учащихся в исследовательскую деятельность; создать биологическую батарейку и проверить наличие напряжения и силы тока в ней; расширение кругозор учащихся.

Воспитательная: воспитание сознательного отношения к природе; познавательного интереса к предмету «физика»;

Развивающая: формирование естественнонаучной грамотности, навыков самостоятельной исследовательской работы, умение анализировать и обобщать полученные результаты исследования, культуры общения в группе. В ходе урока работали группа теоретиков и группа экспериментаторов. Работа теоретиков заключается в том, чтобы изучит альтернативные источники энергии, (предложенные учителем); определить факторы, влияющие на их размещение; плюсы и минусы использования альтернативных источников энергии; (заполнить таблицу), поделиться знаниями с другими участниками мероприятия. Работа экспериментаторов заключается в том, чтобы провести исследование с предложенными овощами и фруктами. Сделать выводы и рассказать о результатах исследования. Для того, чтобы провести исследование необходимо составит план. У каждой группы может быть свой план. В плане обязательно должно быть отражено: цель исследования, задачи, объект исследования, предмет исследования, гипотеза, методы исследования, проведен анализ исследования и сделан вывод. На работу отводится 15 – 20 минут. После проведенной работы группы представляют результаты своего исследования.

Работа группы теоретиков.

Цель: Проанализировать информацию об альтернативных источниках энергии.

Методическая инструкция.

1. Ознакомьтесь с информацией об альтернативны источниках энергии используя литературу, предложенную учителем.
2. Заполняют таблицу.

Альтернативные источники энергии	Факторы, влияющие на размещение	Плюсы	Минусы	Страны, где применяются.

Работа группы экспериментаторов.

Цель: Создать и исследовать фруктовые и овощные батарейки.

Методическая инструкция.

1. Создайте фруктовую или овощную батареи у которых положительным полюсом будет медная пластина, отрицательным -цинкованная пластина.

2. Экспериментально измерьте и проанализируйте силу тока и напряжение таких батарей.

3. Испытайте разные комбинации последовательно соединённых продуктов и проанализируйте полученные результаты.

4. Результаты исследований представьте в таблице.

 

Название	U, В	I, А
Огурец
Лимон +огурец
Лимон

После проделанной работы группы представляют результаты своего исследования. Подводится итог урока.

Внеурочная деятельность стала неотъемлемой частью учебного процесса. Она играет ключевую роль в развитии критического мышления, пробуждает интерес к науке среди учащихся. Работая учителем физики в МОУ Пустошенской ОШ и МОУ Васильевской СШ, я стараюсь мотивировать ребят к самостоятельным исследованиям.

В рамках внеурочной деятельности ребята погружаются в создание научно-исследовательских проектов по актуальным темам, таким как изучение природных источников тока, свойств неньютоновских жидкостей, физики поверхностного натяжения, силы трения, особенностей умного пластилина, архимедовой силы в живой природе, альтернативных источников энергии и даже акустического загрязнения в сельской местности. Эти исследования не только углубляют знания, но и предоставляют возможность демонстрировать результаты перед одноклассниками и на различных конкурсных площадках. Учащиеся успешно представляют свои проекты на муниципальном уровне, в частности, на конкурсе «Поиск», а также на региональных мероприятиях, включая форум «Центры «Точка Роста» и «Школьный кванториум», региональный трек Всероссийского конкурса «Большие вызовы» и конкурс «ПроекториУм». Их работы также находят признание на Всероссийских заочных конкурсах.

Организация исследовательской деятельности при изучении физики способствует формированию глубокой естественнонаучной грамотности, развитию творческого потенциала обучающихся.

 

Список литературы:

1.Борщевская А. Функциональная грамотность в контексте современного этапа развития образования // Наука и школа. 2021. №1. С. 199-208.

2. Каранова Т. Н., Азизова Н. С. Естественнонаучная компетентность как основа формирования картины мира школьника // Санкт-Петербургский образовательный вестник. 2018. №7-8 (23-24). С. 37-44.

3. Куприянова С. Г. Особенности формирования естественнонаучной грамотности обучающихся основной школы / С. Г. Куприянова. Текст: непосредственный // Образование и воспитание. 2021. № 2 (33).

4. Лебедева О.В. Организация исследовательской деятельности учащихся при изучении предметов естественнонаучного цикла: учебно- методическое пособие / Лебедева О. В., Гребенев И. В. – Нижний Новгород: ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2014. - 219 с.

 

 

 

1. file0.doc (853,0 КБ)

Опубликовано: 27.03.2025