Организация проектной и исследовательской деятельности учащихся на уроках физики и во внеурочное время

Организация проектной и исследовательской деятельности учащихся

на уроках физики и во внеурочное время

Учитель физики МОУ СОШ №1 г. Благодарный

Кувикина Н.А.

1. Метод проектов и его место в современной методике

В настоящее время метод проектов вновь приобрел довольно широкую популярность. Это обусловливается, прежде всего, наличием кризисных явлений во всех областях общественной жизни, включая сферу образования, нашей неспособностью целенаправленно и оперативно решать острые социальные вопросы. Разрушение прежней системы образования, централизованной, ориентированной на выполнение исключительно государственного социального заказа, привело в условиях разгосударствления общественной жизни к состоянию растерянности многих и многих педагогов, образовательных учреждений, органов управления образованием. Ведь теперь, освобождаясь от необоснованных иллюзий или же потребительского отношения, надо многое учиться делать самим: понимать смысл и предназначение своей работы, самостоятельно ставить профессиональные цели и задачи, продумывать способы их осуществления и многое другое, что входит в содержание проекта. А ведь этому специально не учили. Вот и возникает насущная потребность обучения проектированию практически на всех уровнях образования: федеральном, региональном, муниципальном, школьном. Не случайно в Базисный учебный план внесена новая строчка о проектной деятельности, а один из параметров нового качества образования - способность проектировать.

Анализ мирового опыта позволяет констатировать широкое распространение метода проектов в системах образования разных стран. Причина в том, что в условиях информационного общества, в котором стремительно устаревают знания о мире, необходимо не столько передавать ученикам сумму тех или иных знаний, сколько научить их приобретать эти знания самостоятельно, уметь пользоваться приобретенными знаниями для решения новых познавательных и практических задач.

Каждые 5~6 лет возникают и становятся востребованными новые области профессиональной деятельности, отходят на задний план и постепенно отмирают устаревшие. Это требует от людей высокой мобильности. Не случайно известный лозунг «Образование на всю жизнь» перестал быть актуальным. В настоящее время его можно заменить лозунгом «Образование через всю жизнь». Каждый выпускник школы должен быть готов к тому, что ему всю жизнь придется учиться: изучать новые материалы, новую технику, новые технологии работы, повышать свою квалификацию, получать дополнительное образование.

В основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического и творческого мышления. Метод проектов - это из области дидактики, частных методик, если он используется в рамках определенного предмета. Метод - это дидактическая категория. Это совокупность приемов, операций овладения определенной областью практического или теоретического знания, той или иной деятельности. Это путь познания, способ организации процесса познания. Поэтому если мы говорим о методе проектов, то имеем в виду именно способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы (технологию), которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформленным тем или иным образом.

В основу метода проектов положена идея, составляющая суть понятия «проект», его прагматическая направленность на результат, который можно получить при решении той или иной практически или теоретически значимой проблемы. Этот результат можно увидеть, осмыслить применить в реальной практической деятельности. Чтобы добиться такого результата, необходимо научить детей или взрослых самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этой цели знания из разных областей, умения прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения, умения устанавливать причинно-следственные связи.

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот метод органично сочетается с групповыми методами.

Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы. Решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности, разнообразных методов, средств о6учения, а с другой, предполагает необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей. Результаты выполненных проектов должны быть, что называется, «осязаемыми», то есть, если это теоретическая проблема, то конкретное се решение, если практическая - конкретный результат, готовый к использованию (на уроке, в школе, в реальной жизни).

Если говорить о методе проектов как о педагогической технологии, то эта технология предполагает совокупность исследовательских, поисковых, проблемных методов, творческих по самой своей сути.

Метод проектов позволяет наименее ресурсозатратным способом создать условия деятельности, максимально приближенные к реальным, для формирования компетентностей учащихся. При работе над проектом появляется исключительная возможность формирования у школьников компетентности разрешения проблем (поскольку обязательным условием реализации метода проектов в школе является решение учащимся собственных проблем средствами проекта). Появляется возможность освоения способов деятельности, составляющих коммуникативную и информационную компетентности.

По своей сути проектирование - самостоятельный вид деятельности, отличающийся от познавательной деятельности. Этот вил деятельности существует в культуре как принципиальный способ планирования и осуществления изменения реальности.

Проектная деятельность включает следующие этапы:

- разработка проектного замысла (анализ ситуации, анализ проблемы, целеполагание, планирование);

- реализация проектного замысла (выполнение запланированных действий);

- оценка результатов проекта (нового измененного состояния реальности).

2. Преимущества метода проектов

Метод проектов - это набор техник и приемов, позволяющих создавать образовательные ситуации, в которых учащийся ставит и решает собственные проблемы, и технология сопровождения самостоятельной деятельности учащегося. Проект - это специально организованный учителем и самостоятельно выполняемый детьми комплекс действий по решению субъективно значимой проблемы ученика, завершающийся созданием продукта и его представлением в рамках устной или письменной презентации.

Метод проектов имеет ряд преимуществ: 

- он дает возможность организовать учебную деятельность, соблюдая разумный баланс между теорией и практикой;

- успешно интегрируется в образовательный процесс;

- легко вписывается в учебный процесс. Эта технология позволяет достигать поставленных любой программой, стандартом образования целей по любому учебному предмету, сохраняя при этом достижения отечественной дидактики, педагогической психологии, частных методик;

- этот метод гуманистический, обеспечивает не только успешное усвоение учебного материала, но и интеллектуальное и нравственное развитие детей, их самостоятельность, доброжелательность по отношению к учителю и друг к другу;

- проекты сплачивают детей, развивают коммуникабельность, желание помочь другим, умение работать в команде и ответственность за совместную работу;

- позволяет сместить акцент с процесса пассивного накопления учеником суммы знаний на овладение им различными способами деятельности в условиях доступности информационных ресурсов.

Проектное обучение стимулирует истинное учение самих учащихся, потому что оно:

- личностно ориентировано;

- использует множество дидактических подходов;

- самомотивируемо, что означает возрастание интереса и вовлеченности в работу по мере ее выполнения;

- позволяет учиться на собственном опыте и опыте других в конкретном деле;

- приносит удовлетворение учащимся, использующим продукт своего труда.

Возросший интерес к методу проектов объясняется тем, что он позволяет реализовать основные направления модернизации общего образования:

- интеграцию учебного содержания;

- развитие пользовательских навыков в информационных

технологиях;

- формирование информационных, коммуникативных и социальных компетенций;

- формирование у учащихся особого отношения к себе как к субъекту знаний, практических умений и способностей.

Умения, нарабатываемые школьником в процессе проектирования, в отличие от «накопительно-знаниевого» обучения формируют осмысленное исполнение жизненно важных умственных и практических действий. Иначе говоря, формируются составляющие познавательной, информационной, социальной, коммуникативной и других компетенций. К таковым, например, относятся:

• умение выявлять потребности в усовершенствовании предметного мира, в улучшении потребительских качеств вещей;

• умение понимать поставленную задачу, суть учебного задания, характер взаимодействия со сверстниками и преподавателем, требования к представлению выполненной работы или ее частей;

• умение планировать конечный результат работы и представлять его в вербальной форме;

• умение планировать действия, то есть распоряжаться бюджетом времени, сил, средств;

• составлять последовательность действий с ориентировочными оценками затрат времени на этапы;

• умение выполнять обобщенный алгоритм проектирования;

• умение вносить коррективы в ранее принятые решения;

• умение конструктивно обсуждать результаты и проблемы каждого этапа проектирования;

• формулировать конструктивные вопросы и запросы о помощи (советы, дополнительная информация, оснащение и т, п.);

• умение выражать замыслы, конструктивные решения с помощью технических рисунков, схем, эскизов чертежей, макетов;

• умение поиска и нахождения необходимой информации самостоятельно;

• умение составлять схемы необходимых расчетов (конструктивных, технологических, экономических), представлять их в вербальной форме;

• умение оценивать результаты по достижению планируемого результата, по объему и качеству выполненного, по трудозатратам, по новизне;

• умение оценивать проекты, выполненные другими;

• умение понимать критерии оценивания проектов;

• умение защищать свой проект во время процедуры публичной защиты проектов;

• умение конструировать представления о профессиональной проектной деятельности, об индивидуальности проектировщика, проявляющейся в результате.

3. Использование метода проектов на уроках физики

В настоящее время существует проблема в изучения физики в школах. Это связано, прежде всего, с тем, что не хватает демонстрационного и лабораторного оборудования по физике, которое устарело или вышло из строя; применяются старые методики преподавания, а главное: недостаточное количество часов для изучения предмета в старших классах.

Цель использования данной методики – научить детей использовать средства компьютерных коммуникаций и программного обеспечения в изучении физики, повысить мотивацию в изучении одного из сложнейших предметов и показать учителям преимущества использования компьютерной техники на уроке.

«Умеет учить тот, кто учит интересно» - эти слова выдающегося физика А.Эйнштейна должен помнить каждый учитель.
С целью «внушить охоту и воспитать вкус» к изучению физики замечательный популяризатор науки Я.И.Перельман рекомендовал следующие приемы:

1. Положения науки иллюстрируются событиями современности.

2. Привлекаются примеры из техники.

3. Используется художественная литература, легенды, сказания.

4. Используются парадоксы.

5. Разбираются бытующие предрассудки.

6. Делаются неожиданные сопоставления.

7. Рассматриваются примеры, взятые из повседневной жизни.

8. Анализируются математические фокусы, подвижные настольные

игры, иллюзии зрения и т.д.

9. Делаются экскурсы в область истории науки и техники.

Все эти приемы не потеряли актуальности и в наши дни; во многом они теперь расширены и дополнены. Эффективно их использовать помогает мне работа методом проектов на уроке физики и астрономии.

Проекты органично вписываются в учебный процесс. При использовании метода проектов на уроках физики создается такая проблемная ситуация, в результате которой учащиеся самостоятельно формулируют исследовательские проблемы. Учащиеся делятся своими идеями, мыслями, предлагают разработки, взаимодействуют друг с другом в группах и с учителем, а также с родителями. В процессе работы ребята сталкиваются с необычными проблемами, преодолевают их, узнают много нового, используют свои знания. Об этом очень важно рассказать во время презентации: о своих идеях, их обсуждении, какие идеи были отвергнуты, какие приняты и почему, каким был ход работы, какие трудности преодолевались и как – это так называемая «рефлексия деятельности», поэтому презентация имеет важное учебно-воспитательное значение, обусловленное самим методом.

1. Исследовательские проекты. Они требуют хорошо продуманной структуры, обозначенных целей, актуальности, предмета исследования, социальной значимости, продуманных методов, в том числе и экспериментальных. Такие проекты имеют структуру, приближенную к научным исследованиям. В качестве примера можно привести рефераты, которые активно используются в учебном процессе: «Наблюдение Вселенной», «Ядерная энергетика и экология». Сначала рефераты пишутся для внутриклассного употребления, затем учащиеся, которых заинтересовывает исследование, выходят на более широкую аудиторию. Часто работа, начатая в школе, становится настолько полезной, что продолжается ребятами после поступления в вуз в виде курсовых работ.

В качестве примера предлагаю исследовательский проект учащихся 7 класса.

ПРОЕКТ

Вода вещество необычное,  привычное

Работу выполнили:

Теряев Артем, Теряев Роман

Ученик 7 класса

Руководитель:

Кувикина Надежда Алексеевна

                                                     

Оглавление

1. Введение

2. Основная часть

2.1 Вид  молекулы  воды

2.2. Свойства воды

2.3.Практическая часть

2.4. Интересные факты

3. Выводы.

4. Литература

 

1. Введение

Кажется, что проще воды ничего не бывает. Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Мы узнаём её в виде жидкости и твёрдого тела, мы любуемся её парами, проплывающими над нами в виде белых облаков.  Вода – самое распространённое, знакомое и необходимое вещество для человека на Земле: сам человек на 3/4 состоит из воды; воду мы пьём; водой мы моемся; на воде готовим пищу; используем её в системе отопления; на основе воды изготавливаются множество необходимых для человека веществ

Вода  согревает нас, она  поглощает солнечное тепло и, медленно остывая, отдает его понемногу атмосфере. Поэтому на Земле не бывает резких перепадов температур. Если бы атмосфера не содержала водяных паров, космический холод заморозил бы все на земле.  Но как ни странно, о воде, веществе таком привычном и знакомом, мы знаем далеко не все. И мы хотели бы узнать больше о воде.

 Цель работы: выявить удивительные свойства воды

Нами были поставлены следующие задачи:

-изучить информацию по данному вопросу;

-провести опыты;

-проанализировать полученные результаты;

-сделать выводы.

Гипотеза:

Вода самое удивительное вещество, обладающее уникальными свойствами.

План работы:

• Сбор информации в различных источниках.

• Проведение опытов, наблюдений.

• Обобщение изученного материала.

• Презентация работы.

 

2 Основная часть.

2.1 Вид молекулы воды

Вода, или оксид водорода, является химическим веществом, имеет вид бесцветной жидкости, которая не обладает ни запахом, ни вкусом. В нормальных условиях (вода) сохраняется в жидком агрегатном состоянии, в то время как аналогичные соединения водорода являются газами. Все это можно объяснить особыми характеристиками атомов, слагающих молекулы, и присутствием между ними связей. Капля воды состоит из молекул, которые притягиваются противоположными полюсами, образуя тем самым полярные связи, разорвать которые без усилий невозможно. Каждая молекула в своем составе содержит ион водорода, который настолько мал, что может проникать сквозь оболочку отрицательного атома кислорода, находящегося в соседней молекуле.  Кроме этого, вода имеет высокое поверхностное натяжение, в этом свойстве она уступает лишь ртути. Относительная вязкость H2О обуславливается тем, что соединения водородов не дают возможности молекулам двигаться с различными скоростями. По этим же причинам вода считается отличным растворителем, поскольку каждую молекулу растворяемого вещества сразу же окружают молекулы воды, причем в большом количестве.

2.2  Свойства воды.

Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах. Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном (вода, лед и водяной пар). Общие мировые запасы воды во всех её агрегатных состояниях (пар, жидкость, лед) огромны. Если бы разделить её поровну, то на каждого жителя планеты пришлось бы по 280 миллиардов литров. Однако 97% водных ресурсов приходится на долю океанов, в которых вода слишком соленая и поэтому непригодна для питья, выращивания сельскохозяйственных культур и промышленного использования. Не только на поверхности земли, находится вода, пропитывающая почву и различные горные породы, образуя грунтовые воды, дающая начало источникам и ключам. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; огромными массами снега и льда лежит вода круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Если этот лед равномерно распределить по поверхности Земного шара, то толщина ледяного слоя  составит 50 метров!

Молекулы воды обнаружены также в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.

Чистая вода без примесей - это жидкость без запаха, вкуса и цвет с температурой кипения  +100⁰С и температурой замерзания  0⁰ С. Вода, как и все жидкости, не имеет собственной формы. Вода течет вниз под действием своей тяжести.

У воды есть замечательное свойство: нагретая солнечными лучами, она способна долгое время сохранять полученное тепло. Вода медленно нагревается и медленно остывает. Летом вода в приморских районах, нагреваясь медленнее, чем суша, охлаждает окружающий воздух, а зимой теплое море постепенно остывает, отдавая тепло воздуху и смягчая мороз. Еще одним  интересным свойством воды является  способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении.  Как известно, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева.

Одним из аномальных свойств воды является ее способность расширяться при замерзании. Все вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются. Вода - единственное вещество на Земле, которое при охлаждении сначала сжимается, а затем при температуре +4^оС начинает расширяться.  Ее объем при этом увеличивается на 9%.

В зависимости от содержания в воде различных примесей воду можно разделить на несколько классов: пресную воду, соленую и рассолы.

Большое исследование влияния окружающей среды на воду провёл японский учёный Эмото Масару. Он замораживал капли воды и изучал их под мощным микроскопом с встроенной камерой. Эмото Масару нашёл удивительные различия в структуре воды, взятой из разных источников. Вода из горных рек и ручьёв была прекрасно сформирована геометрически, а загрязнённая вода имеет нарушенную и случайным образом сформированную структуру.

Гармоничную структуру вода приобретала при воздействии на неё классической музыки, слова люблю и фотографии матери Терезы. Хаотичная форма структуры образовывалась при воздействии на воду рок-музыки, словом «убей».

После этого стоит задуматься, что свойства воды менять свою структуру под влиянием разнообразных воздействий (мыслей, слов, музыки и т.д.) может так же влиять на наше здоровье, благосостояние и жизнь в целом.

2.4 Интересные факты

Немного интересной и полезной информации о воде.

При утрате 2% воды от массы тела у человека появляется жажда, при потере 6-8 %- полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации и появляются проблемы с глотанием. При нехватке 12% - человек погибает.

В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане.

Только 3% воды на Земле - пресная, причем большая ее часть содержится в ледниках. И лишь 1,1% воды на Земле пригоден для питья.

Вода отражает 5% солнечных лучей, в то время как снег – около 85%. Под лед океана проникает только 2% солнечного света.

Лед неодинаково холоден.

Горячая вода замерзает быстрее холодной. Ученые так до конца и не понимают природу этого явления.

Сверхохлаждение воды. Этим свойством обладает очень чистая вода. При охлаждении ниже точки замерзания такая вода остается жидкой. Её кристаллизация может быть спровоцирована пузырьками газа, примесями, неровной поверхностью емкости. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.

«Стеклянная» вода. При температуре -38 °C даже самая чистая сверхохлажденная вода внезапно превратится в лед. При -120 °C вода становится сверхвязкой или тягучей, как патока, а при температуре ниже -135 °C она превращается в «стеклянную» или «стекловидную» воду – твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура.

Человек за свою жизнь выпивает в среднем 35 тонн воды.

В природе существует около 1330 видов воды. Они различаются по происхождению и по количеству растворенных в ней веществ.

До 80% заболеваний обусловлено употреблением загрязненной воды.

Изучив литературу, я пришел к выводу, что вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими её от всех других жидкостей.   Вода дана нам природой, запасы воды не бесконечны и каждая ее капля – драгоценна, ведь жизнь человека невозможна без воды.  Берегите воду!

Вода удивительна своими самыми обычными свойствами. И эти свойства мы сейчас рассмотрим и продемонстрируем некоторые наиболее интересные опыты.

II. Практическая часть.

Следующим шагом нашей работы стало проведение опытов с водой.

1. Исследование № 1 «Наблюдение»

Для данного исследования нам понадобится стакан с водой, ложка, салфетки, шарик.

Ход исследования:

1. Определить цвет воды.

2. Определить запах воды.

3. Определить вкус воды.

4. Перелить воду в другой стакан.

5. Сделать вывод.

Вывод: Вода бесцветная, прозрачная, без запаха, без вкуса. Вода текучая, может находиться в жидком состоянии.

2. Исследование № 2 «Эксперимент»

Для эксперимента нам понадобится тарелка, кусочки льда, салфетки.

Ход эксперимента:

1. Определить, какой лед на ощупь.

2. Зажать кусочек льда в ладони.

3. Наблюдать.

4. Сделать вывод.

Вывод:

1. Вода при замерзании превращается в лед и находится в твёрдом состоянии.

2. Лед твердый, прозрачный.

3. Лед при нагревании тает.

4. Исследование № 4 «Эксперимент»

Для эксперимента нам понадобится зеркальце с ручкой, электрический чайник.

Ход эксперимента:

1. Вскипятить воду в чайнике.

2. Понаблюдать за тем, что произойдет.

3. Сделать вывод.

Вывод: Вода при сильном нагревании превращается в пар и может находиться в газообразном состоянии.

5. Исследование № 5 «Эксперимент»

Для эксперимента нам понадобится стакан с водой, ложка, песок, соль, сахар.

Ход эксперимента:

1. Положить в стакан с водой соль (сахар, песок).

1. Размешать содержимое.

2. Понаблюдать за тем, что произойдет.

3.Сделать вывод.

Эксперимент

1. Наливаем в стакан холодную воду.

2. В другой стакан наливаем горячую воду.

3. Опускаем сахар

4. Сделать вывод.

Вывод: Вода - растворитель. Но растворяет не

все вещества. Песок не полностью растворился.

6. Опыт на поверхностное натяжение воды

Опыт № 1. «Лезвие на поверхности воды»

Описание опыта:

1.Описание опыта: в стакан с водой медленно и осторожно опускаем лезвие.

2.Лезвие может плавать по поверхности воды благодаря особому свойству воды — поверхностному натяжению, которого достаточно для того, чтобы выдержать вес лезвия.

Опыт № 2. «Трусливый перец»

1.Описание опыта: в емкость с водой насыпаем перец, он тонким слоем расходится по поверхности жидкости. Для проверки точности опыта сначала опускаем в воду чистый палец, затем палец с каплей жидкого мыла.

2.В первом случае вода и перец обволакивают палец и при его поднятии из емкости перец 

3.Перец остается на всей поверхности воды и немного на пальце. Во втором случае перец от пальца отстраняется к краям миски.

4.Таким образом, мыло уменьшает поверхностное натяжение воды и перец уплывает в сторону большого натяжения.

Опыт № 3. «Вода в сосуде»

1.Описание опыта: на горлышко пустой бутылки накладываем бинт и закрепляем его с помощью резинки. В емкость заливаем воду. После ладонью зажимаем горлышко бутылки и переворачиваем. Даем намокнуть бинту.

2.Вода заполняет все пространство между волокнами бинта и из-за силы поверхностного натяжения не может вытечь из перевернутой бутылки. Но если механически нарушить поверхность, то вода начнет вытекать так же, как без бинта.

3.наливаем в стакан воду, закрываем бумагой, переворачиваем стакан.

7. Опыт на теплопроводность воды:

Опыт № 4. «Свеча и шарик»

Описание опыта: берем два воздушных шарика. Оба шарика надуваем. 1.В один из шариков добавляем 1 стакан воды. Завязываем. Проводим 2.каждый шарик над горящей свечой.

3.Первый воздушный шарик (без воды) подносим к огню — он лопнул.

1. Второй шарик (с водой) подносим к огню — шарик не лопается, т. к. вода забирает тепло, и шарик остается целым.

Вывод: во время выполнения работы мною были проведены опыты с водой для подтверждения её удивительных свойств. Благодаря проведенным опытам, я узнал много нового и интересного.

Оказалось, что проведение опытов – это не только способ изучения, но и способ очень весело проводить время. Такие опыты-фокусы очень понравятся детям и помогут им познакомиться с удивительными свойствами самой простой воды.

ВЫВОДЫ:

В ходе исследования я расширил свои знания о воде. Провел собственные наблюдения. Опытным путем доказано, что:

1.Вода — это жидкость, которая имеет свойства (прозрачная, бесцветная, текучая и т.д.).

2.Вода существует в трех состояниях: в твердом, жидком, газообразном.

3.Вода переходит из твердого состояния в жидкое, из жидкого — в газообразное.