Исследовательская деятельность учащихся является мощным средством для формирования ключевых компетенций учащихся, в первую очередь, информационной и коммуникативной. Она позволяет осуществлять подход, ориентирующий на практическую значимость результатов образовательного процесса, активизирует интерес учащихся к предмету, способствует развитию экспериментальных умений и навыков, самостоятельности в работе.
Наиболее ценным в исследовательской деятельности учащихся является приобретение ими навыков самостоятельной работы: умение формулировать цель, задачи и предмет исследования, выдвигать гипотезу; находить и анализировать информацию; проводить многочисленные опыты и эксперименты; анализировать результаты экспериментов; формулировать выводы; находить практическое применение полученным результатам, намечать перспективы дальнейших исследований.
Учебно-исследовательская деятельность учащихся в нашей школе организуется давно, но, как правило, ранее учащиеся писали работы реферативного характера, представляя их на уроках или на итоговой аттестации. В последние годы интерес учащихся к исследовательской работе вырос, чему в немалой степени способствовали возросшее техническое оснащение школы (новое оборудование кабинетов, мультимедиа, цифровые фотоаппараты и т.д.), а также возможность представления работы на различных конкурсах и конференциях. Кроме того, творческая работа одних учащихся нередко становится стимулом для других, хотя очевидно, что далеко не каждый ученик способен заниматься такого рода деятельностью.
Как правило, организация учебно-исследовательской работы включает в себя пять основных этапов:
– подготовительный этап (предварительное
определение темы, цели, гипотезы исследования);
– планирование работы (определение источников
информации, составление списка литературы,
определение методики проведения исследования,
определение этапов работы);
– собственно исследование (сбор и
уточнение информации, поэтапное выполнение
программы исследования, корректировка темы и
цели);
– подведение итогов работы (анализ
полученных результатов, формулирование выводов,
оформление текста работы);
– представление (защита) результатов
исследования, анализ итогов исследования.
Как показала практика, наиболее привлекательным для учащихся является именно заключительный этап. После представления работы интерес к ней постепенно угасает. В то же время для учителя руководство исследовательской работой учащихся является большой дополнительной нагрузкой, требует от него новых компетенций. И, конечно, просто так расстаться с работой, в которую вложено столько сил и времени, учителю непросто. Поэтому одной из моих целей в организации исследовательской работы учащихся по физике стало создание учащимися различного рода дидактических материалов, которые в дальнейшем могли бы быть использованы на уроках физики и во внеурочной работе. Такого рода материалами стали слайды с фотографиями и рисунками, которые можно использовать для создания презентаций к урокам, видеосюжеты с опытами, видеозагадки, фотозагадки, подборки качественных задач.
В прошлом учебном году учащиеся 11а класса Рыпакова Е. и Коновалова А. провели учебные исследования по двум темам «Полное внутреннее отражение» и «Интерференция света в тонких плёнках». Эти темы привлекли внимание учениц тем, что в процессе работы можно было провести много разнообразных и красочных опытов, пользуясь самым простым оборудованием в обычном кабинете физики. Результаты опытов фиксировались в виде фотографий и видеороликов. Идеи многих опытов были взяты из классической литературы по физике, но были и оригинальные опыты, например, с призмой, имеющей большой показатель преломления. В дальнейшем полученные материалы были использованы для создания дидактических материалов.
Первый вид дидактических материалов – это видеосюжеты. По теме «Полное внутреннее отражение» было снято 4 видеосюжета: «Шарик – невидимка» (см. Приложение 1), «Серебряная монета», «Загадочная призма» и «Светящаяся струя». В конце каждого видеосюжета сформулирован вопрос для учащихся, поэтому они были названы видеозагадками (фотографии опытов см. Рис. 1-4). По теме «Интерференция света в тонких пленках» удачными получились видеосюжеты по интерференции в мыльных пленках: изменение интерференционной картины на вертикальной мыльной пленке и изменение вида мыльного пузыря с течением времени (см. Приложение 2).
Второй вид дидактических материалов включал в себя подборки фотографий по разным разделам. Вот некоторые из них:
«Полное внутреннее отражение в трубке с водой»
(см. Рис. 5, 6),
«Полное внутреннее отражение в кювете с водой»
(см. Рис. 7-12),
«Интерференция на пленке лака на поверхности
воды» (см. Рис. 13),
«Интерференция на плёнке лака в воздухе» (см. Рис.
14, 15),
«Изменение вида вертикальной мыльной плёнки с
течением времени» (см. Рис. 16-18),
«Вид мыльной пленки через различные
светофильтры» (см. Рис. 19-22),
«Изменение вида мыльного пузыря с течением
времени» (см. Рис. 23-26),
«Цвета побежалости» (см. Рис. 27-30).
Многие из этих фотографий могут быть использованы в качестве наглядного материала для составления фотозагадок. Вот примеры некоторых из них по теме «Полное внутреннее отражение света»:
1)Что написано над словом «Задачник»? (см. Рис.31)
2) Откуда появилось второе слово «физика»? (см.
Рис.32)
3) Сколько золотых рыбок плавает в аквариуме?
(см. Рис.33)
4) Почему «сломался» луч лазера? (см. Рис.34)
Третьим видом дидактических материалов стали подборки качественных задач по результатам исследований. Эти задачи традиционно являются очень сложными для учащихся, поэтому использование наглядных способов для формулирования их условия помогает ученику быстрее сориентироваться в задаче. Кроме того, именно такие задачи позволяют увидеть физику за страницами учебника, сделать ее более понятной. Ниже приведены некоторые задачи – вопросы по фотографиям, полученным в ходе исследования по теме «Интерференция света в тонких пленках»:
1) Почему на вертикальной мыльной пленке
образуется система чередующихся светлых и
тёмных параллельных полос?
2) Почему в верхней части мыльной пленки при
стекании раствора вниз новые радужные полосы
больше не появляются?
3) Почему на фотографиях и на экране полосы внизу
шире, чем вверху, а в средней части одинаковой
толщины?
4) Почему на фотографии интерференционной
картины, полученной в красном свете, полосы шире,
чем в синем свете?
5) Почему в свете проекционного фонаря максимумы
разлагаются в спектр?
В работе «Полное внутреннее отражение» в
одном из разделов рассматривалось
образование радуги, в связи с чем появилась
подборка задач «Парадоксы радуги»:
1) Могут ли солнечные лучи испытать полное
внутреннее отражение внутри шарообразной
дождевой капли? (см. Рис.35)
2) Докажите, что луч, попавший внутрь шарообразной
дождевой капли и испытавший полное внутреннее
отражение один раз, больше никогда не выйдет из
капли (см. Рис.36).
3) Почему радуга всё-таки бывает, ведь капли воды в
свободном состоянии имеют форму шара?
Вот лишь некоторые примеры дидактических
материалов, которые можно создать в ходе работы
над учебно-исследовательскими проектами.
Таким образом, организация
учебно-исследовательской деятельности учащихся
не только позволяет учителю в полной мере
реализовывать компетентностный подход в
обучении, но и даёт возможность использовать
полученные результаты для создания новых
наглядных дидактических материалов, которые
в дальнейшем успешно могут применяться на
уроках и во внеурочных мероприятиях, делая их
более яркими и запоминающимися.
Список литературы:
1. Билимович Б.Ф. Физические викторины в
средней школе. – М.: Просвещение, 1964. – 100с.
2. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. 1001
задача по физике с ответами, указаниями,
решениями.– М.: Илекса, 2003. – 352 с.
3. Демонстрационный эксперимент по физике в
старших классах средней школы. Т.2. Электричество.
Оптика. Физика атома. Пособие для учителей. Под
ред. А.А. Покровского. – М.: Просвещение, 1972. – 448 с.
4. Марголис А.А. и др. Практикум по школьному
физическому эксперименту. – М.: Просвещение,
1977. – 304 с.
5. Наливайко В.П. Об опыте организации
исследовательской деятельности учащихся. –
Физика в школе, 2009. – №1. – с.19.
6. Рабиза Ф.В. Опыты без приборов. – М.: Дет.
Лит., 1988. – 111 с.
7. Тульчинский М.Е. Сборник качественных
задач по физике. Пособие для учителя. – М.:
Просвещение, 1961.– 240 с.
8. Фурсов В.К. Задачи-вопросы по физике.
Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1977. – 64 с.
9. Фронтальные лабораторные занятия по физике
в 7 – 11 классах ООУ. Книга для учителя. Под ред. В.А.
Бурова, Г.Г. Никифорова. – М.: Просвещение, 1996. – 368
с.