Формирование у обучающихся основ культуры исследовательской и проектной деятельности и навыков презентации обучающимися результатов исследования

Сведений науки не следует сообщать учащемуся, но его надо привести к тому, чтобы он сам их находил, самодеятельно ими овладевал. Такой метод обучения наилучший, самый трудный, самый редкий. А. Дистервег

Деятельностный подход - это организация учебного процесса, в котором главное место отводится активной и разносторонней, в максимальной степени самостоятельной познавательной деятельности школьника

Основной результат образования - развитие личности ребенка на основе универсальных учебных действий.

Основная педагогическая задача - создание и организация условий, инициирующих детское действие.

Чтобы сформировать эти универсальные учебные действия, я на своих уроках использую элементы различных технологий, в том числе

технологии исследовательско - проектной деятельности, проблемного обучения, технологии решения исследовательских задач. Наибольший эффект достигается при организации групповой или парной работы учащихся

Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, продвижение ученика в приобретении собственного опыта.

Проще всего организовать групповое теоретическое исследование.

В качестве примера привожу организацию теоретического исследования в рамках семинара по теме «Спектр электромагнитных излучений».

Основные требования к групповым заданиям для моих учащихся:

1. Цель, которая ставится перед учащимся, должна быть посильной для них, содержание обеспечивать активность всех школьников.

2. Материал по своей структуре должен быть таким, чтобы его можно было разделить на относительно самостоятельные единицы, над которыми смогут работать разные группы, а также материал хорошо делится внутри группы и отдельные ученики могут работать самостоятельно в рамках одной группы.

3. Чтобы каждая группа восприняла взаимосвязь своего задания с заданиями остальных групп, я обсуждаю с учениками форму представления их работы и предлагаю обобщение всей темы в виде таблицы.

4. Учебный материал и применяемые при его изучения методы должны дать каждому ученику возможность в рамках групповой работы реализовать свои способности, применить имеющиеся знания и умения.

Обучающие цели урока:

• усвоить следующие элементы неполного опыта учащихся в рамках отдельного урока: низкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-лучи; их применение в жизнедеятельности человека;

• систематизировать и обобщить знания об электромагнитных волнах.

Развивающие цели урока:

• продолжить формирование научного мировоззрения на основе знаний об электромагнитных волнах;

• способствовать развитию аналитико-синтетического и образного мышления, для чего побуждать учащихся к осмыслению и нахождению причинно-следственных связей. формировать и развивать ключевые компетенции: информационную, организационную, самоорганизационную, коммуникационную;

• при работе в паре и в группе сформировать такие регулятивные умения школьника, как: желание участвовать в совместной деятельности, уверенность в успехе, ощущение положительных эмоций от совместной деятельности;

• умение презентовать себя и свою работу;

• умение строить деловые отношения в совместной деятельности на уроке (принимать цель совместной деятельности и сопроводительные указания к ней, разделять обязанности, согласовывать способы достижения результата предложенной цели);

• анализировать и оценивать полученный опыт взаимодействия.

Воспитательные цели урока:

• развивать вкус, акцентируя внимание на оригинальном дизайне презентации с адекватным применением анимации;

• воспитывать культуру восприятия теоретического материала в формате видеоряда;

• поддержать чувство гордости за вклад отечественных ученых развитие науки в исследование и применение электромагнитных волн.

Данный урок предполагает предварительную работу учителя по формированию групп, обсуждению с учащимися выбора темы и оказание помощи в распределении ролей внутри группы (историк, конструктор, теоретик, практик). Уже на этом этапе я акцентирую внимание учащихся на целеполагании - каждая деятельность направлена на достижение определенной цели и требует планирования последовательности этапов работы.

Во вступительном слове я еще раз подчеркиваю «скрытые» этапы» работы - целеполагание, планирование, поиск и обработка информации. Далее органично подчеркиваю сущность следующего этапа - презентация выполненной работы.

Каждая группа дома готовила таблицу:

Диапазон λ

История открытия

Источники и приемники

Свойства

Применение

Низкочастотное электромагнитное излучение

Радиоволны

Инфракрасное электромагнитное излучение

Видимое электромагнитное излучение

Ультрафиолетовое электромагнитное излучение

Рентгеновское излучение

Гамма - излучение

Историк изучал и записывал в свою таблицу историю открытия излучения,

Конструктор изучал источники и приемники различных типов излучений,

Теоретик-эрудит изучал характерные свойства электромагнитных волн,

Практик изучал практическое применение электромагнитных излучений в различных сферах деятельности человека.

Каждый учащийся к уроку чертил всю таблиц, но только одна строка дома заполнялась им.

Далее каждая группа организует работу класса по изучению нового материала.

В ходе работы у выступающих формируются презентационные умения: построение монологической речи, выбор форм наглядной презентации результатов своей работы. Остальные учащиеся осваивают структурирование информации, выделение главного по данной теме, учатся воспринимать информацию, представленную в различных формах (мыследеятельностные процессы). При этом у всех учащихся идет развитие коммуникативных умений - слушать и понимать других, формулировать вопрос.

Например, инфракрасное излучение

Частотный диапазон инфракрасных излучений 3^.10¹¹ - 4^.10 ¹⁴ Гц

История открытия

Инфракрасное излучение было обнаружено английским астрономом и физиком Уильямом Гершелем в 1800 году.

Расщепив солнечный свет призмой, Гершель поместил термометр сразу за красной полосой видимого спектра и обнаружил, что температура термометра повышается. Следовательно, на термометр воздействует излучение, недоступное человеческому взгляду.

Источники инфракрасного излучения

ИК волны излучают нагретые тела, молекулы которых движутся интенсивно. Это излучение называют тепловым: электрическая дуга, квантовые генераторы (лазеры), тело человека.

50 % энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне, самый мощный источник ИКИ.

Основная часть излучения лампы накаливания лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. КПД этих ламп только15 %.

Приемники инфракрасного излучения

Их действие основано на преобразовании энергии ИКИ в другие виды энергии, измеряющиеся обычными методами. Это термоэлементы, болометры, фотоэлементы, фоторезисторы, чувствительные к ИКИ.

Свойства

1.Все свойства электромагнитных волн (отражение, преломление, интерференция, дифракция, поглощение и др.)

2.Характерной особенностью ИКИ является тепловое воздействие, а также способность сильно поглощаться некоторыми веществами.

3.Проходя через земную атмосферу, ИКИ ослабляется в результате рассеивания азотом и кислородом и поглощения парами воды.

4.Наличие в атмосфере взвешенных частиц пыли, дыма, капель воды приводит к «парниковому эффекту».

5.Химическое действие.

6.Невидимое.

Применение ИК излучения

Для сушки лакокрасочных покрытий, овощей, фруктов. Преимущества: быстрый нагрев изделий и материалов до заданной температуры;

небольшая длительность ИК-сушки для ряда лакокрасочных материалов по сравнению с конвективным способом сушки;

возможность нагрева части изделия (зонный нагрев).

Инфракрасное излучение применяется в медицине, т.к. оказывает болеутоляющее, антиспазматическое, противовоспалительное, циркуляторное, стимулирующее и отвлекающее действие.

В приборах ночного видения: биноклях, очках, прицелах для стрелкового оружия, ночных фото- и видеокамер. Здесь невидимое глазом инфракрасное изображение объекта преобразуется в видимое.

Тепловизор - устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Термограмма - изображения в инфракрасных лучах, показывающего картину распределения температурных полей.

Тепловизоры применяют на предприятиях, где необходим контроль за тепловым состоянием объектов, и в организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения.

Так, сканирование тепловизором может показать место отхода контактов в системах электропроводки.

Тепловизоры используют в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. С помощью тепловизионного снимка кирпичного фасада для оценки потерь тепла можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей.

Термограммы используют в медицине для диагностики заболеваний.

Так, инфракрасные снимки вен на термограмме тела человека позволяют обнаруживать места закупорки сосудов, места локализации тромбов или злокачественных опухолей, даже если их температура превышает окружающую температуру на сотые доли градуса.

Фотографирование неба в ИК лучах позволяют обнаруживать невидимые глазу звезды и слабо нагретые туманности,

Радиоспектроскопия - наука, использующая методы радиофизики для изучения электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазона, применяется для сортировки материалов, обнаружения невидимых пятен, подписей, повреждений и для изучения тонких структур.

Дистанционное управление телевизором или видеомагнитофоном осуществляется с помощью ИК излучения. В пультах дистанционного управления пучок инфракрасного излучения испускает светодиод.

Рефлексивный этап урока целесообразно представить в 2-х частях:

а) Выводы по содержанию изученного материала основаны на подтверждении двух законов диалектики: закона перехода количественных изменений и закона единства и борьбы двух противоположностей

• Количественные характеристики волн: длина и частота определяют их качество. Пройдем снова по шкале электромагнитных волн слева направо. При этом переходе (длина волны уменьшается, а частота увеличивается) нарастают квантовые свойства, а уменьшаются волновые.

• Все излучения объединяют, казалось бы, противоположные свойства: волновые и квантовые. Здесь четко выражен дуализм в природе, единство и борьба двух противоположностей (чем короче длина волны, тем четче выражены квантовые свойства).

б) Оценка работ одноклассников и самооценка с использованием элементов технологии формирующего оценивания (предложите лист оценивания)

Исследовательские навыки необходимо формировать с 7 класса. Как минимум нужно использовать возможности УМК. Тема для исследования должна быть:

• выполнима, решение её должно быть получено участникам исследования;

• доступна и соответствовать возрастным особенностям учащихся;

• интересна учащемуся, увлекать его.

В 7 - 9 классах по учебнику Перышкина после некоторых параграфов задаются домашние исследовательские задания.

Например, в 7 кл. исследование №3 «Исследовать скорость протекания диффузии от температуры»

Учащиеся сформулировали цель и определили необходимое оборудование. Затем в произвольной форме описывали опыт: нальём в один стакан холодную воду, а в другой стакан горячую воду, и опустим в каждый из них несколько кристалликов марганцовки. И будем проводить наблюдение каждые 30 минут.

Результаты наблюдений представлены в виде фотоотчета.

Вывод:
Используя результаты наблюдения в течение 2 часов, делаем вывод, что в горячей воде диффузия происходит быстрее, чем в холодной. Это объясняется тем, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул.

Заключение

Учебно-исследовательская деятельность способствует:

• развитию научного образа мышления;

• освоению творческого подхода к любому виду деятельности;

• развитию ИКТ-компетенции;

• формированию субъект-субъектных отношений между учащимися и педагогами.

Обычно исследовательская деятельность проводится группой или парой учащихся, причем начинать надо с парной работы. Это подготовительный этап для более сложной формы общения - в группе. Работа в паре помогает каждому ребенку формировать умение строить деловые отношения в совместной деятельности на уроке (принимать цель совместной деятельности и сопроводительные указания к ней, разделять обязанности, согласовывать способы достижения результата предложенной цели).