«Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС, развитие технического мышления школьников на уроках физики и во внеурочной деятельности».

20.03.2017 г.

Выступление на МС Красногорьевской школы

«Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС, развитие технического мышления школьников

на уроках физики и во внеурочной деятельности».

Для планирования и проведения уроков в общеобразовательной школе при переходе на новые ФГОС используется технология системно-деятельностного метода, которая развивает творческие способности учащихся.

Структура уроков введения нового знания имеет следующий вид:

1. Мотивация (самоопределение) к учебной деятельности.

С этой целью на данном этапе организуется мотивирование ученика к учебной деятельности на уроке, а именно:

1) создаются условия для возникновения у ученика внутренней потребности включения в учебную деятельность («хочу»).

2) актуализируются требования к ученику со стороны учебной деятельности и устанавливаются тематические рамки («надо», «могу»).

2. Актуализация и пробное учебное действие.

На данном этапе организуется подготовка и мотивация учащихся к надлежащему самостоятельному выполнению пробного учебного действия, его осуществление и фиксация индивидуального затруднения.

3. Выявление места и причины затруднения.

На данном этапе организуется выход учащегося в рефлексию пробного действия, выявление места и причины затруднения. С этой целью:

1) выполняется реконструкция выполненных операций и фиксация в языке (вербально и знаково) шага, операции, где возникло затруднение;

2) учащиеся соотносят свои действия с используемым способом действий (алгоритмом, понятием и т.д.)

4. Целеполагание и построение проекта выхода из затруднения.

На данном этапе учащиеся определяют цель урока - устранение возникшего затруднения, предлагают и составляют тему урока, а затем строят проект будущих учебных действий, направленных на реализацию поставленной цели. Для этого в коммуникативной форме определяется, какие действия, в какой последовательности и с помощью чего надо осуществить.

5. Реализация построенного проекта.

На данном этапе осуществляется реализация построенного проекта: обсуждаются различные варианты, предложенные учащимися, и выбирается оптимальный вариант.

6. Первичное закрепление с комментированием во внешней речи.

На данном этапе учащиеся в форме коммуникативного взаимодействия (фронтально, в группах, в парах) решают типовые задания на новый способ действий.

7. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

При проведении данного этапа используется индивидуальная форма работы: учащиеся самостоятельно выполняют задания нового типа и осуществляют их самопроверку, пошагово сравнивая с эталоном

8. Включение в систему знаний и повторение.

На данном этапе выявляются границы применимости нового знания и выполняются задания, в которых новый способ действий предусматривается как промежуточный шаг.

Организуя этот этап, учитель подбирает задания, в которых тренируется использование изученного ранее материала, имеющего методическую ценность для введения в последующем новых способов действий.

9. Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог урока).

На данном этапе организуется рефлексия и самооценка учениками собственной учебной деятельности на уроке.

В настоящее время возрастает значимость политехнической подготовки учащихся средней школы, что определяется особенностями современного этапа социального развития.

Личный опыт, получаемый в учебной деятельности на уроках физики, и те умения и навыки, которые учащиеся приобретают в процессе обучения, жизненно необходимы им для становления и развития себя как личности, рационально мыслящей и действующей в повседневной деятельности.

При этом обоснована целесообразность использования разных форм и методов в процессе обучения при изучении каждой темы по физике.

Развитие технического мышления школьников происходит на уроках физики. Во-первых, при формирование физических и технических понятий, учитывая то, что физические и технические понятия представляют собой язык, на котором осуществляется описание принципов работы технических устройств, а потому служат основой для развития технического мышления обучающихся. Во-вторых, при обучении составлению физических задач, что предусматривает формирование у школьников умения составлять задачи с техническим содержанием. Это позволяет не только повысить их знания о технических объектах и технологических процессах, но и обучить работе со справочной литературой и другими источниками научно-технической информации. В-третьих, особое значение для развития технического мышления школьников имеет выполнение лабораторных работ, связанных с изучением устройства и принципа действия технических объектов.

Для развития технического мышления у обучающихся, самое главное - создать у школьника установку на творческий поиск.

Для развития технического мышления используем методы, позволяющие активизировать учебную деятельность учеников и осуществлять интенсификацию учебного процесса. К ним относятся:

- метод мозгового штурма - заключается в том, что задачу предлагается решить группе обучающихся, и на первом этапе решения они выдвигают различные гипотезы, порой даже абсурдные. Набрав значительное количество предложений, детально прорабатывают каждое из них; - метод новых вариантов - заключается в требовании решать задачу по-другому, найти новые варианты, решения. Это всегда вызывает дополнительную активизацию деятельности, нацеливает на творческий поиск, тем более что можно просить найти новый вариант и тогда, когда уже имеется несколько решений;

- метод скоростного эскизирования заключается в том, что при решении новых задач обучающимся может быть предложено непрерывно «рисовать» процесс размышления - изображать все конструкции, которые приходят в голову. Школьников это приучает к более строгому контролю своей деятельности, регулированию посредством образов процесса творчества,

а также метод контрольных вопросов, деловые игры, семинары, дискуссии.

Одним из наиболее известных методов обучения техническому творчеству является проектный метод, который осуществляем в урочной и во вне урочной деятельности[2].

Алгоритм проектного обучения техническому творчеству можно выстроить следующим образом:

- этап проектирования: зарождение идеи и установление проблемы; добывание необходимых сведений; осмысление идеи; создание мысленного образа проекта; определение и формирование конкретной модели в виде схемы, в виде технического рисунка; первоначальная экспертиза образного варианта модели; мысленная обработка схемы проекта модели (размеры и формы деталей и их количество); осмысление технологии изготовления проекта; подбор материалов и необходимых инструментов; подготовка рабочего места;

- этап конструирования: выполнение технического рисунка модели проекта в перспективе; поиск путей решения проблемы; техническая экспертиза макетного варианта и выбор базового; определение технологии изготовления модели;

- технологический этап: разработка алгоритма технологии изготовления модели, прогнозирование, уточнение назначения деталей модели и способов их соединения, разработка технологических операций выполнения модели, работа с операционно-технологическими картами, соблюдение техники безопасности труда, изготовление модели, испытание модели.

- этап оформления: оформление проекта (обоснование выбора проекта, краткое описание технологических процессов изготовления модели, чертежа, рисунка, схемы); подготовка фотоматериалов, составление проектной циклограммы; экономические расчеты по себестоимости; маркетинг (реклама, оценка спроса, перспектива рынка); прогнозирование (что можно внести нового в совершенствование изделия).

- защита проекта на уроках, выставках, конференциях.

В настоящее время общеобразовательные школы нашей страны нуждаются в лабораторном и демонстрационном оборудовании. В некоторой мере недостаток школьного учебного оборудования может быть восполнен изготовленными учителями с привлечением учащихся приборами, моделями, макетами, плакатами и т. д. Применяя их, можно значительно расширить возможности школьного физического эксперимента. Тем более, что сам процесс изготовления самодельных приборов представляет большую ценность в учебном и воспитательном отношениях. Изготовление приборов ведет за собой не только повышение уровня знаний, но и выявляет основное направление деятельности учащихся, развивая технический интерес школьников [5,6].

Развитию технического мышления способствуют следующие формы организации учебной деятельности: групповая, при проектирование или проведении эксперимента, коллективная при решении проблемы или экскурсии, индивидуальная при выполнении творческого проекта. Также развитию технического мышления способствуют следующие средства: историко-научный, физико-технический материал, комплекс физико-технических задач и заданий, комплекс проектов разного типа для организации творческой деятельности на материале физики и техники, алгоритмы действий, средства диагностики[3].

Технический интерес является ценным качеством личности подростка, является мотивом деятельности по подготовке к профессиональному самоопределению. Занятия техническим творчеством способствует формированию у школьников не только общетехнических, но и конкретных профессиональных интересов.

А теперь более подробно:

1. Метод «мозгового штурма».

• Оптимальное количество людей, решающих поисковую за­дачу методом «мозгового штурма», должно составлять 12-25 че­ловек. Половина из них генерирует идею, а другая ее анализирует. В группу «генераторов» включают людей с бурной фантазией. В группу «экспертов» вводят людей с аналитическим, критическим складом ума. Руководит «сес­сией» ведущий, наиболее опытный участник «мозгового штурма».

• Основная задача «генераторов» должна заключаться в пред­ложении максимального количества идей решения поисковой за­дачи .Задача «экспертов» состоит в отборе приемлемых идей. Веду­щий, не прибегая к приказаниям и критическим замечаниям, за­дает вопросы, иногда подсказывает и уточняет высказывания участников обсуждения, следит, чтобы беседа не прерывалась.

• Между участниками «мозгового штурма» должны быть ус­тановлены свободные и доброжелательные отношения. Надо, чтобы идеи, выдвинутые одним участни­ком, подхватывались и развивались другими. Анализ идей груп­пой «экспертов» проводится очень внимательно. Без тщательного анализа не должны быть отвергнуты даже самые фантастические или абсурдные идеи. При этом в ходе анализа идеи оцениваются ,учитывается мнение каж­дого «эксперта».

Опыт использования «мозгового штурма» показывает, что ге­нерации идей способствуют такие приемы, как аналогия (сделай так, как это делалось при решении другой задачи), инверсия (сделай наоборот), фантазия (предложи нечто неосуществимое) и пр. Большую роль играют здесь и субъективные качества участ­ников штурма – наличие прошлого опыта, боязнь оказаться бес­полезным, отсутствие творческого настроения.

2. Некоторые приемы ТРИЗ.

У педагога, использующего ТРИЗ, дети занимаются с увлече­нием и без перегрузок осваивают новые знания, развивают речь и мышление.

• ТРИЗ включает в себя:

• - механизмы преобразования проблемы в образ будущего решения;

• - механизмы подавления психологической инерции, препят­ствующей поиску решений (неординарные решения трудно находить без преодоления устойчивых представлений и стереотипов);

• Обширный информационный фонд – концентрированный опыт решения проблем.

• «Приемы» – исторически первая форма ТРИЗ. Это до­статочно конкретные рекомендации типа «сделать наобо­рот»: вместо действия, диктуемого условиями задачи, осу­ществить обратное действие; сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную – движущейся; повернуть объект «вверх ногами», вы­вернуть его. Приемов было выявлено более сорока. «Детский» прием ТРИЗ.

• Мальчик лет восьми оказался перед проблемой: как войти в дверь, закрытую сестрой с другой стороны? Применить силу или угрозы, поднять крик? Он сформулировал идеальное решение: сестра САМА открывает дверь. Мальчик придвинул к двери стул со своей стороны и сказал сестре: «Я тебя запер». Через несколько секунд та уже распахнула дверь, освобождая себя из «плена». [2;С.144]

• Более развитая форма ТРИЗ – рекомендаций – «Стандар­ты». Сейчас их известно более семидесяти. Как правило, стандарт – это конгломерат, сочетание приемов, геометри­ческих, физических, химических и иных эффектов, а также законов развития различных систем.

3.Рациональная тактика решения изобретательских задач.

• Создать рациональную тактику решения изобретательских задач можно лишь на основе объективных закономерностей развития технических систем. Но что это такое? ». Практика обучения ТРИЗ, решения изобретательских за­дач показывает, что зачастую сильные решения задачи связаны с использованием эффектов, выходящих за пределы специальности решающего. Поэтому в рамках ТРИЗ были созданы указатели различных явлений и эффектов: физи­ческих, химических, геометрических.

• Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначен­ная для анализа и решения изобретательских задач. АРИЗ возник и развивался вместе с теорией решения изобрета­тельских задач, являясь ее ядром. Первоначально АРИЗ на­зывался «методикой изобретательского творчества».

• Он представляет собой программу последовательных операций по выявлению и устранению противоречий, по­зволяющую шаг за шагом переходить от расплывчатой ис­ходной ситуации к четко поставленной задаче, затем к пре­дельно упрощенной модели задачи и к противоречиям, лежащим на пути решения задачи. Далее – к разрешению этих противоречий с помощью явных или скрытых ресур­сов систем, так или иначе связанных с задачей.

• Выбранный изобретателем объект рассматривается, со­гласно АРИЗу, как элемент закономерно развивающейся системы. В ходе анализа сначала выявляется техническое противоречие, возникающее между частями (или свойствами) системы, а затем локализируется причина технического противоречия – определяется физическое противоречие.

• Физическое противоречие представляет собой разные и несовместимые требования к одной части объекта. Например, в двигателе внутреннего сгорания стенки цилиндра должны быть горячими, чтобы был обеспечен высокий КПД, и эти же стенки цилиндра должны быть холодными, чтобы был высокий коэффициент наполнения при такте всасывания и, следовательно, достаточная мощность двига­теля. Такого рода противоречия могут быть устранены с помощью определенных типовых приемов.

• Выявление физического противоречия ведется по чет­ким правилам. Вот, например, задача: «Есть фильтр для очистки воздуха от неметаллических частиц пыли. Фильтр представляет собой конструкцию из многих слоев металли­ческой ткани. Время от времени фильтр необходимо очи­щать от забившей его пыли. Осуществляют это продувкой фильтра в обратном направлении. Очистка идет слишком долго. Как быстрее убирать пыль из фильтра?».

• Люди, не знающие АРИЗа, начинают перебирать бесчисленные варианты: а если вымывать пыль? А если выбивать ее вибрацией? А если что-то растворять? С позиций АРИЗа задача проста. Существует правило, по которому целесообразно рассматривать изменение не при­родных, а технических элементов. Пыль – природный эле­мент. Металлическая ткань –элемент технический. Следо­вательно, удалять, вымывать, растворять, разрушать надо не пыль, а сам фильтр. Поры фильтра должны быть маленькими при работе и должны быть большими при очистке. Решение: заменим металлическую ткань ферро­магнитными крупинками, удерживаемыми магнитом или электромагнитом.

Такие задачи с помощью АРИЗа решают восьмиклассники.

• В сущности, АРИЗ организует мышление изобретателя так, будто в распоряжении одного человека имеется опыт всех (или очень многих) изобретателей. И, что очень важно, опыт этот применяется талантливо. Обычно даже маститый изобретатель черпает из опыта решения, осно­ванные на внешней аналогии: вот эта новая задача похо­жа на такую-то старую задачу, значит, и решения должны быть похожими.

• На двадцатом этаже живет карлик. Утром, направляясь на работу, он входит в лифт, нажимает кнопку и опуска­ется на первый этаж. Вечером, возвращаясь с работы, он заходит в лифт, нажимает кнопку и поднимается на деся­тый этаж, а дальше идет пешком. Почему он не поднима­ется в лифте на двадцатый этаж?

Редко ответ был правильным: «Карлик может дотянуться только до десятой кнопки».Узнав, что решению творческих задач мешает психологическая инерция, обус­ловленная, прежде всего, косностью, инертностью тер­минов, в которых ставится задача. Таких терминов в задаче Айзенка два – «карлик» и «лифт». Решая задачу, слушатели на этот раз заменяли термин «карлик» словами «человек очень маленького роста». Результат: более поло­вины слушателей сразу давали правильный ответ.

Список литературы:

1. Аверин A.M., Зеер Э.Ф. Развитие мышления учащихся в процессе решения технических задач. Методические рекомендации. - М.: РУМК, 1979.

2. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.

3. Григорьев Г. П. Развитие научно-технического мышления учащихся на уроках физики в средней школе: Автореф. канд. пед. наук. -М., 1975.

4. Зуева Ф. А. Педагогические условия развития технического мышления у студентов инженерно-педагогических специальностей. Дисс. канд. пед. наук. Челябинск, 1998.

5. http://doc4web.ru/fizika/ispolzovanie-samodelnih-priborov-odin-iz-sposobov-aktivacii-pozn.html

6. http://uchifiziku.ru/2012/03/06/samodelnye-pribory/