"Формирование у учащихся исследовательского мышления на уроках физики"

Авторы: Хантаева Людмила Петровна, Сивцева Людмила Ивановна
Должности: учитель физики, учитель физики
Учебное заведение: МОБУ СОШ № 31
Населённый пункт: город Якутск
Наименование материала: статья
Тема: "Формирование у учащихся исследовательского мышления на уроках физики"
Дата публикации: 31.10.2015







Вернуться назад       Перейти в раздел





Текстовая часть публикации

Хантаева Людмила Петровна, Сивцева Людмила Ивановна учителя физики МОБУ СОШ №31 г. Якутска.
Формирование у учащихся исследовательского мышления на

уроках физики.
Особенность федеральных государственных образовательных стандартов общего образования – их деятельностный характер, который ставит главной задачей развитие личности ученика. Современное образование отказывается от традиционного представления результатов обучения в виде знаний, умений и навыков; формулировки ФГОС указывают на реальные виды деятельности. Оживить процесс обучения, создать атмосферу, сопутствующую поиску и творчеству, сделать учебную деятельность увлекательной и интересной, пробудить у учащихся тягу к знаниям – эти задачи поможет решить постановка ученика в роль исследователя, на место ученого или первооткрывателя. Цель нашей работы
-
создание условий для развития исследовательского мышления и формирования навыков самостоятельной экспериментальной деятельности учащихся. В современной дидактике физики известно немало средств, позволяющих формировать у учащихся навыки исследования как универсального способа освоения действительности. Как отмечают сторонники исследовательского метода обучения – учебный процесс в идеале должен моделировать процесс научного исследования, поиска новых знаний. Решение экспериментальных задач как нельзя лучше отражает истинный процесс научного исследования. Условие экспериментальных задач обычно связано с реальными явлениями и объектами, которые всегда многогранны. Таким образом, ученик, решая экспериментальную задачу, имеет дело со сложной реальностью, а не с идеальными условиями, как это обычно бывает в расчетных задачах. Следовательно, при решении экспериментальных задач ученик должен пройти все основные этапы исследования (как это и полагается при исследовательском методе обучения): учащийся должен осознать проблему, которую необходимо разрешить, проанализировать ситуацию, построить модель, выдвинуть гипотезу (предложить возможные решения проблемы), проверить ее, на основе полученных данных сделать выводы и обобщения. Решая экспериментальные задачи, ученик фактически оказывается в ситуации проектирования собственной образовательной деятельности, так как жестких однозначных алгоритмов решения таких задач не существует. Но обычно решение задач предполагает достижение заранее определенного результата (известного учителю), что снижает исследовательскую ценность такого приема. В то же время, если ученик, не имея готового ответа, получает задачу с неопределенным, неоднозначным, а еще лучше многовариантным ответом или ответом, который первоначально по каким-либо причинам
отвергается, считается нереальным, то ученики имеют возможность провести полноценное теоретическое исследование реальной ситуации, описанной в задаче. Таким примером может являться задача: «Лед и вода – это одно и то же вещество в различных агрегатных состояниях. Плотность воды в твердом состоянии (льда) 900 кг/м 3 , в жидком – 1000 кг/м 3 . В чем причина такого изменения плотности воды?». Наблюдая на опыте за процессом отвердевания воды, ученики получают теоретическое исследование в чистом виде. Здесь удачны задачи, при решении которых можно использовать разные уровни моделирования, и соответственно получать разные ответы. Причем все эти ответы с учебной или методологической точки зрения можно считать правильными. Ведь во многих реальных ситуациях для получения истинно правильного ответа необходим учет множества факторов, что на практике по разным причинам оказывается затруднительным. Однако физика – наука экспериментальная, данные для своих теорий она берет из опытов, опытами же доказывается и справедливость выдвинутых гипотез. Поэтому для развития способности к исследовательскому типу мышления важно включать выполнение эксперимента: или на этапе получения данных (задачи-демонстрации) или на этапе проверки полученного решения или выдвинутой гипотезы. В таких задачах ученик должен спланировать эксперимент, согласно поставленной проблеме; провести какие-либо измерения или наблюдения; сделать записи результатов и только потом на основе полученных данных выдвинуть гипотезу, обосновать ее теоретически, а если возможно, то и провести экспериментальное доказательство. Приведем примеры конкретных уроков, посвященных исследовательской деятельности учащихся, используемой на уроке в качестве источника новых знаний. Урок в 8 классе по теме «Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры» проводится с целью установления уравнения теплового баланса, то есть эвристически. Ставится познавательная задача урока: имеется холодная и горячая вода, требуется на основе опыта установить, есть ли разница между количеством теплоты, отданном горячей водой и количеством теплоты, полученным холодной водой при смешивании воды. Учащиеся выполняют измерения и вычисляют количество теплоты, отданное и полученное по формуле Q = cm(t 2 – t 1 ), анализируют полученные результаты, высказывают свои предположения и формулируют результат проделанной лабораторной работы. При изучении нового материала включаем в урок фронтальные опыты. Фронтальные опыты учат школьников наблюдать и анализировать явления, способствуют развитию мышления. Например, в 8 классе, при изучении темы «Реостаты», демонстрируем обычный опыт, включив реостат в цепь источника тока последовательно с амперметром. При изменении положения ползунка реостата ученики по амперметру замечают изменение силы тока. Возникает проблемный вопрос: почему изменяется сила тока в цепи?
Учащиеся понимают, что изменение силы тока зависит от реостата. Начинают изучать устройство реостата и приходят к выводу, что ползунок реостата меняет длину проводника, а сопротивление проводника зависит от его длины ( R = ρ l s ). Делают вывод: сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника ( I = U R ), меняется длина проводника – меняется сопротивление цепи → меняется сила тока. Значит, реостат – это прибор, регулирующий силу тока в цепи. Чтобы лучше понять устройство и действие реостата, выполняют лабораторную работу «Регулирование силы тока реостатом». При изучении темы «Последовательное соединение проводников» цели и задачи урока формулируют сами учащиеся, определив границы знания и незнания (учитель подводит учащихся к осознанию целей и задач), планируют способы достижения намеченной цели, используя знания, полученные при выполнении лабораторных работ «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках», «Измерение напряжения на различных участках электрической цепи». Осуществляют практическую деятельность и приходят к выводу: при последовательном соединении проводников
I = const,

U = U

1

+ U

2

, R = R

1

+ R

2

.
Далее проводится рефлексия: учащиеся дают оценку своей деятельности или группы (проводится самооценка или взаимооценка). Как видно, ученик из присутствующего и пассивно исполняющего указания учителя при такой организации учебной деятельности становится главным действующим лицом
.


Опыт проведения таких уроков показал, что самостоятельное исследование по определенной теме, если за ним следует отчет о его результатах перед всем классом, вызывает интерес учащихся и желание работать. Таким образом, на уроках физики, применяя исследовательские задачи, мы повышаем познавательный интерес и мотивацию учащихся, развиваем логическое и творческое мышление, формируем у учащихся рефлексивное самосознание, способное исследовать и преобразовывать учебную деятельность, управлять ею, что способствует становлению субъекта собственной учебной деятельности.