Система работы по формированию экспериментальных и исследовательских навыков учащихся

Система работы с одаренными детьми по формированию экспериментальных и исследовательских навыков по физике в учебном процессе

(материалы к мастер-классу)

учитель физики

областной специализированной

школы-лицея для одаренных детей

ЛОРД Кревсун С.М.

г. Петропавловск

Стандартом физического образования определены главные задачи обучения физике:

- формирование необходимых навыков научного метода познания, позволяющие проводить учебные экспериментальные исследования и теоретически объяснять наблюдаемые физические явления;

- формирование стройной системы знаний о природе и ее познании человеком;

- развитие творческих способностей и мышления учащихся.

Изучая физику, учащиеся должны приобрести общие умения описывать наблюдаемые явления, выделять их существенные признаки, выдвигать гипотезы и проверять их экспериментально при проведении опытов и физических измерений.

Процесс обучения должен быть ориентированным не на передачу знаний, а на развитие умений приобретать эти знания.

Необходима организация активной познавательной деятельности учащихся с постановкой различных проблем. Эти проблемы не нужно искать или искусственно придумывать. Физика как предмет имеет огромные возможности для развития познавательных и творческих способностей детей. Одна из них - экспериментальная деятельность.

Проблемы постановки школьного физического эксперимента, поиск форм и методов исследовательской работы учащихся детально рассматривались в научно-методической литературе. Ответы на многие вопросы можно найти в трудах Разумовского В.Г., Кабардина О.Ф., Зверевой Н.М., Малафеева Р.И., Меледина Г.В. Особый интерес для современного учителя, занимающегося экспериментальной работой учащихся, представляет методическая литература по технологии ТРИЗ и методология эксперимента Слободянюка А.И. - автора и разработчика многих заданий экспериментального тура олимпиады по физике. Однако заметных результатов в формировании ключевых компетенций школьников как универсальных способах деятельности можно получить только в процессе самой экспериментальной работы.

При планировании экспериментальной работы необходимо предусмотреть, где, когда и как будет осуществляться творческий поиск учащихся. Чем лучше созданы условия для субъективного открытия, тем выше творческая активность детей и тем выше эффективность познавательного процесса.

Рассмотрим основные направления организации экспериментальной деятельности учащихся в процессе обучения физике в условиях специализированной школы-лицея для одаренных детей ЛОРД.

Поиск универсальных способов деятельности, обеспечивающих функциональную грамотность, расширение возможностей выбора эффективных методов решения различных физических проблем, осуществляется не только при изучении профильных и углубленных курсов физики, но и через другие формы организации творческой деятельности всех участников познавательного процесса:

-занятия индивидуального выбора (предметные кружки, факультативные курсы);

-олимпийские площадки по физике;

-олимпиады по физике различного уровня;

-неделя точных наук (математика, физика, информатика);

-традиционный Ломоносовский турнир;

-дистанционные физические турниры и конкурсы;

-командные олимпиады по физике СКГУ;

-соревнования научных проектов и др.

Эти формы индивидуальной и групповой экспериментальной работы создают познавательное пространство, в котором способности учащихся наиболее полно раскрываются, находят применение и получают дальнейшее развитие.

Кроме того, организация экспериментальной, исследовательской работы школьников позволяет раскрыть творческий потенциал самого учителя. «Поиск истины способен изрядно позабавить», - утверждал В. Говард. Разработка экспериментальных заданий, поиск их решений, прогнозирование и анализ результатов эксперимента, координирование работы учащихся, проектирование экспериментальной темы, создание позитивного настроя и творческой атмосферы требуют не просто учителя - предметника, но учителя-исследователя.

Особое внимание в процессе обучения физике в специализированной школе уделяется практической части курса. Фронтальные лабораторные работы, физический практикум, демонстрационный эксперимент, физические наблюдения и опыты, задачи-демонстрации и другие виды экспериментальной работы учащихся составляют практическую часть учебной программы по физике.

На современном этапе работы по индивидуальной методической теме «Развитие экспериментальных навыков учащихся» совершенствуются формы и методы учебной деятельности, направленные на формирование исследовательской культуры школьников. Разрабатывается содержательная часть курсов дополнительного образования.

Составлена рабочая программа элективного курса «Экспериментальные исследовательские задачи». Организованы занятия индивидуального выбора учащихся (ЗИВ) по следующим направлениям:

1. Пропедевтический курс. Основы измерений, 6,7 классы;

2. Экспериментальные задачи-оценки, 8-9 классы;

3. Исследовательские задачи по физике, 10-11 классы;

4. Олимпиадная подготовка по физике, 8-11 классы.

Для каждого из этих курсов подбираются, придумываются и составляются экспериментальные задания различных уровней.

Экспериментальные задания способствуют формированию необходимых компетенций для исследовательской деятельности, в том числе:

• выполнять простые наблюдения;

• проводить измерения;

• правильно использовать физические приборы;

• соблюдать технику безопасности при проведении эксперимента;

• проектировать эксперимент;

• определять методы измерения;

• моделировать;

• прогнозировать результаты эксперимента;

• анализировать результаты исследования;

• вычислять погрешности измерений;

• вносить изменения в технику эксперимента;

• делать обобщения и выводы.

Экспериментальные задания органически связаны с учебным материалом, учитывают познавательные возможности учащихся. Задания постепенно усложняются и могут иметь опережающий характер.

Экспериментальные задания выполняются на типовом лабораторном оборудовании с применением в некоторых случаях простейших самодельных приборов и доступных материалов.

Основные виды экспериментальных заданий:

- наблюдение и изучение физических явлений;

-демонстрации физических явлений;

-измерение физических величин;

-исследование зависимостей между величинами;

-экспериментальные задачи-оценки.

Задачи-оценки требуют значительного методического опыта и глубокого знания основ физики. Оценка физических величин широко используется в практике физика-исследователя. При решении экспериментальных задач-оценок необходимо понять проблему, создать простую физическую модель, выбрать разумные подходящие методы измерения, получить числовой результат и оценить его реальность.

Вопросы задач-оценок должны отличаться оригинальностью, быть необычными, вызывающими интерес, а порой иметь парадоксальный характер. Грубая прикидка, оценка по порядку величины - обязательный этап начальной постановки эксперимента, проектирования установки, теоретической разработки эксперимента, контроля над правильностью рассуждений и выводов. «Владение методом оценок наряду с интуицией является важным качеством исследователя при разработке и анализе новых идей, весьма существенным в творческой работе», - пишет в своей работе Г.В. Меледин.

В экспериментальные задачи-оценки исследовательского характера можно трансформировать стандартные лабораторные работы, теоретические задачи различного уровня сложности, задания экспериментального тура предметной олимпиады, ориентируясь на минимальное имеющееся оборудование, что не исключает высокого содержательного уровня исследования.

В результате систематического выполнения экспериментальных заданий исследовательского характера знания учащихся становятся более прочными, глубокими, переходящими в область практического применения. Задания данного типа способствуют развитию познавательной самостоятельности, творческой инициативы учащихся, пробуждают интерес не только к предмету, но и к исследовательской деятельности, вырабатывают ценные качества человека-исследователя: наблюдательность, внимание, настойчивость, аккуратность, способность самостоятельного решения поставленной проблемы. «Наш путь в будущее связан с созданием новых возможностей для раскрытия потенциала казахстанцев. Развитая страна в 21 веке - это активные, образованные и здоровые граждане… Результатом обучения школьников должно стать овладение ими навыками критического мышления, самостоятельного поиска и глубокого анализа информации»,- говорится в ежегодном послании главы государства Н.А.Назарбаева народу Казахстана « Казахстанский путь - 2050: единая цель, единые интересы, единое будущее»