Формирование экспериментально - исследовательских компетенций на уроках физики в основной школе

Обобщение опыта работы

по формированию экспериментально – исследовательских

компетенций учащихся при обучении физике

на уровне основного общего образования

Как показывает опыт работы в школе,  в последние годы существенно упал интерес школьников к фундаментальным наукам, в частности к физике.

В обучении физике ведущую роль играют экспериментальные умения. Как отмечал классик отечественной физики H.A. Умов, «Изучение физики должно иметь целью хорошее экспериментальное знакомство с природой. Почерпнутые из этого знакомства идеи надо обработать теоретически. Оба метода должны непременно иметь место в курсе физики, но эксперимент должен предшествовать теории».

Роль активного участия учащегося в эксперименте была отмечена П.Л. Капицей: «Школьник понимает физический опыт только тогда хорошо, когда он его делает сам».

Деятельностный, исследовательский способ образования избавлен от самой большой проблемы традиционного образования — отсутствия  познавательного интереса обучающихся. При явной эффективности исследовательского подхода, существуют серьезные проблемы в его организации, так как исследовательская деятельность — специфический вид деятельности человека и требует определенной базы.

Термин «исследовательский метод» был предложен Б.Е. Райковым в 1924 году, под которым он понимал «…метод умозаключения от конкретных фактов, самостоятельно наблюдаемых учащимися или воспроизводимых ими на опыте». К творческим, исследовательским следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые, неизвестные для него закономерности.

При традиционной применяемой в средней школе методике обучения умение самостоятельно проводить эксперимент, ставить простейшие опыты формируется у учеников крайне медленно. Ученикам все еще предлагается выполнять опыты по готовым инструкциям, в которых определены составляющие всех операций, последовательность их выполнения, способы математической обработки полученных данных и т.д. Деятельность ученика носит в основном репродуктивный характер.

Обучающиеся не участвуют в целеполагании, им нет необходимости думать, выдвигать гипотезы, планировать исследование, подбирать подходящее оборудование.

Через год, начиная с 7 класса, учитель физики обязан будет строить свою работу в соответствии с реализуемой ФГОС деятельностной парадигмой образования, на основе уровневого подхода. Одним из важнейших требований Стандарта к предметным результатам по физике основной школы является: «приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов; понимание неизбежности погрешностей любых измерений».

Следовательно, необходимо менять методику формирования у учащихся экспериментально - исследовательских компетенций.

Исследовательские экспериментальные умения учащихся основной школы целесообразно и возможно формировать на высоком уровне, если:

1. Поэтапно формировать экспериментально – исследовательские умения, используя для этого памятки и алгоритмы действий

2. Лабораторные работы на определение величин проводить в виде экспериментальных задач; лабораторные работы на исследования проводить эвристическим методом, соблюдая все этапы научного исследования, начиная от цели, гипотезы, заканчивая выводом о верности или ложности выдвинутой гипотезы;

3. Использовать уровневый подход, что позволит каждому учащемуся работать в зоне его "ближайшего развития", а это непременно скажется на мотивации изучения физики и достигаемых результатах;

Остановлюсь подробнее на собственном опыте реализации данного подхода.

1. Поэтапное обучение методике экспериментально – исследовательской деятельности предполагает использование памяток, которые становятся «настольной книгой» учащихся 7 класса (периодически мысленно к ним возвращаемся и в 8 – 9 классах). Слабые учащиеся и в 8-9 классах пользуются памятками. Уже на 2 уроке 7 класса рассматриваем виды экспериментальных заданий:

• Наблюдение, знакомство с явлением, устройством, процессом, т.е. работа по инструкции (например:

• Экспериментальные задачи по определению (измерению) величины- косвенные и прямые измерения (например: измерить массу тела, определить плотность, определить давление твердого тела на опору)

• Исследования зависимости величины от других величин (факторов) (например: исследование силы трения, исследование выталкивающей силы).

Дальше регулярно используются все эти виды экспериментальных заданий при изучении курса физики.

Простые опыты по инструкции позволяют сделать изучение нового материала более интересным. Экспериментальные задания подбираю, исходя из уровня детей. Задача учителя - сформулировать задачу и выдать учащимся устные или письменные руководства. Инструкция может быть устной, когда с учащимися обсуждается ход эксперимента или (дополнительно) письменной (если они не могут справиться самостоятельно). Такие задания беру из рабочих тетрадей Р.Д. Миньковой, сборника задач Марона. В конце всегда обсуждаем результаты, что наблюдали, какие выводы можно сделать. Учащиеся, опираясь на систему вопросов, предложенную учителем и на самостоятельно проведенный эксперимент, устанавливают связи или закономерности по изучаемому вопросу. Специфическая цель этих работ – воспитание познавательных интересов и эвристического мышления учащихся, поэтому работы такого типа целесообразно приводить при рассмотрении нового материала.

В 7 классе первое исследование - коллективное при изучении нового материала эвристическим методом (вводится понятие плотности вещества).

Проведение следующего исследования – зависимости силы упругости от удлинения пружины - проводим совместно, соблюдая и проговаривая все этапы исследования.

Исследование силы трения происходит при помощи мозгового штурма- выдвижение гипотезы (от чего может зависеть?), совместного проектирования эксперимента. Затем работа учащихся будет дифференцироваться по уровню самостоятельности.

2. Лабораторные работы провожу не традиционно, репродуктивным методом, а при помощи проблемных заданий.

Методика проведения лабораторных работ

Работа по инструкции

1. Актуализация знаний

2. Постановка проблемы учителем

3. Совместное формулирование цели работы

4. Самостоятельная работа по инструкции

5. Оформление отчета

6. Совместное подведение итогов, выводов, оценка результатов (возврат к цели работы)

7. Рефлексия деятельности

Экспериментальная задача

1. Актуализация знаний

2. Постановка цели учителем

3. Проектирование эксперимента (совместно или самостоятельно)

4. Реализация эксперимента индивидуально или в парах

5. Оформление отчета

6. Обсуждение и оценка результатов (возврат к цели работы)

7. Рефлексия деятельности

Исследование

1. Постановка проблемы учителем

2. Актуализация знаний

3. Совместное (а позже и самостоятельное) формулирование цели

4. Выдвижение гипотез

5. Обсуждение вопроса «Как провести исследование?» (памятка)

6. Проектирование эксперимента (совместно или самостоятельно)

7. Реализация эксперимента индивидуально или в парах

8. Оформление отчета

9. Обсуждение итогов, выводов, результатов (возврат к цели работы)

10. Рефлексия деятельности

Конечно, не все дети способны успешно пройти все этапы выполнения исследовательского задания самостоятельно, все же выполнение подобных задач будет подготовкой к самостоятельному выполнению творческих экспериментальных задач на второй ступени изучения физики.

Исследовательский метод в чистом виде может быть использован лишь в индивидуальной работе с сильными учениками. Но учить этому методу необходимо всех школьников.

Для сильных учащихся могут предлагаться задания нетрадиционные. Чаще всего в рамках факультативного курса 8 класса и в рамках предметных недель. Ученикам или предлагается продумать возможные способы не прямого измерения какой-либо величины, самим указать необходимые приборы и способы проведения измерений, или спроектировать определение какой – либо величины с помощью заданного набора инструментов.

Предложения учеников обсуждаются, анализируются допущенные ошибки, и производится единственный подход к выполнению работы. При обсуждении, когда разгораются споры, такие задания приносят много удовлетворения и пользы.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

1. Освоение научного метода познания и его этапов

2. Понимание смысла выполняемых действий

3. Понимание важности соблюдения условий эксперимента (исследования), правильного подбора приборов и материалов для его проведения

4. Повышение самостоятельности при выполнении измерений и исследований

5. Мотивация и повышение интереса к физике

Таким образом, при выполнении несложных правил, создаются условия для формирования экспериментально – исследовательских компетенций учащихся  уже на первом этапе изучения физики.

7