По данным известных в игропрактике специалистов В.И. Рыбальского и Н.Б. Мироносецкого использование деловых игр позволяет уменьшить отводимое на изучение некоторых дисциплин время на 30 – 50 %, причем процесс обучения становится творческим и увлекательным, знания усваиваются лучше. Рассмотрим два примера деловых игр, которые можно проводить на внеклассных мероприятиях по физике при изучении оптических явлений:
- интеллектуальная игра «Корпускулярно-волновой дуализм» – Приложение 2;
- ролевая игра «Суд над видимым излучением» – Приложение 1.
Использовать разработки можно на внеклассных мероприятиях в рамках предметной недели, на уроках при изучении тем «Электромагнитные колебания и волны» (в разделе «Свет – электромагнитная волна»), «Квантовые явления» (в разделе «Поглощение и испускание света атомами») в VIII-IX классах. Также в X-XI классах при изучении тем «Электродинамика» в разделе «Волновые свойства света» и «Квантовая физика и элементы астрофизики» (в разделе «Корпускулярно-волновой дуализм»).
Условия успеха
- Учёт возрастных особенностей. В X-XI классах учащиеся применяют интеллектуальный инструментарий (т.е. умение анализировать, сравнивать, обобщать) для доказательства своей точки зрения и проявления мировоззренческой позиции [3]. Учёт направления программы. Квантовые идеи связаны с рассматриваемой ранее волновой теорией электромагнитного излучения. Учёт уровня конкретного класса и каждого ученика.
- Положительные эмоции поддерживаются за счет снятия напряжения в процессе игры. Учитель поощряет веселое настроение и удачные ответы.
- Приветствуется элемент состязания в группах (это активизирует познавательную деятельность).
- Дать возможность желающим пояснить ответы. В случае расхождения мнений – провести дискуссию. Акцентируется внимание учащихся на наиболее полных, логически обоснованных ответах, на лучшем из вариантов объяснения явлений, на удачных примерах практического применения знаний по теме.
Основные дидактические требования: структуризация учебного материала; интерактивность и адаптивность обучения с учетом уровня и психологических особенностей каждого ученика [1].
Игровая задача: выяснить природу видимого излучения.
Методы обучения: проблемное изложение (свет – волна или поток корпускул?); частично-поисковый метод (поиск и изучение информации, анализ презентации, основных понятий и законов по теме, использование Интернет-ресурсов); использование информационно-коммуникативных технологий обосновано тем, что это позволяет обучающимся в доступной форме познакомиться с оптическими явлениями, исследовать модели. Использование интерактивной доски вносит дополнительную динамику в развитие игры. Но в центре учебного процесса – учитель, а не компьютер [2].
Приемы: педагогика сотрудничества; игра (формирует умение видеть необычное в знакомых вещах; приводит к образовательной результативности; мотивирует обучающихся приобретать практический опыт по решению интеллектуальных, творческих, и кризисных задач).
Личностно-значимое понимание: законы физики усваиваются детьми лучше, поскольку они имеют значимую для ребенка проблему, которую они решают путем преодоления трудностей, в результате своего личного опыта.
Планируемый результат: формирование научных знаний о дуализме свойств в микромире – фундаментального утверждения современной науки; развитие критического мышления учащихся. Основной акцент делается на научный и мировоззренческий аспект образования по физике.
В информационно-коммуникативной деятельности: развитие способности признавать право на иное мнение; использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации.
В познавательной деятельности: наблюдение, эксперимент, моделирование; приобретение опыта выдвижения гипотез и их проверки; использование знаний и умений в повседневной жизни.
В рефлексивной деятельности: владение навыками контроля и оценки своей деятельности; организация учебной деятельности. Одновременно с качеством знаний у обучающихся формируются волевая и мотивационная компоненты.
Интеллектуальная игра «Корпускулярно-волновой дуализм» построена на соревновании групп учащихся. Применяется нетрадиционный вид тематического контроля знаний – тест-кроссворд для оценки результатов усвоения тем «Опыты, послужившие основой возникновения волновой теории света» и «Зарождение квантовой теории», служит для повторения данных тем. Игра также позволяет оценить широту кругозора учеников.
Кроссворд (Microsoft Power Point) имеет 25 заданий, предполагает возможность работы в сети Интернет (для поиска ответов на интересные вопросы, не входящие в обязательный минимум содержания образовательных программ). Задание представляет собой многокомпонентную структуру – Приложение 4, в состав которой входят вопросы к кроссворду, инструкция для учеников, критерии оценивания правильности заданий, образец правильных ответов.
Класс делится на несколько групп (от 2 до 10 учащихся). Соревнуются группы учащихся – кто быстрее даст правильный ответ на предлагаемый учителем вопрос. У каждой группы есть бланки с сеткой кроссворда – Приложение 7, но отсутствуют вопросы. В течение игры желающие могут защищать правильность ответа, дискутировать, пользоваться интерактивной доской, сетью Интернет, демонстрировать для доказательства эксперименты. Для каждого участника игры предоставляются бланки для ведения проектного задания «Фундаментальные опыты в оптике» – Приложение 5. Их можно заполнить во время игры или выполнить к следующему занятию дома. При подведении итогов игры проводится саморефлексия, участники игры заполняют «Лист успеха» – Приложение 6.
Вопрос о количественном измерении уровня учебных достижений был сформулирован как педагогическая задача еще в советской педагогике в 30-е годы ХХ века [2]. Соотнесенность содержания контрольных заданий с целями обучения – главное требование к организации контроля. Рассмотрим таксономии учебных целей, которые являются основой для содержания данного контроля.
Применение таксономии Блума когнитивных целей обучения по М.В. Кларину
| Категория | Конкретные действия | Примеры действий (№ вопроса) |
| 1. Знание (простое) | ||
| 1.1. Знает конкретные данные о вкладе российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие взглядов на природу света. | Называет фамилию ученого, впервые измерившего скорость света лабораторным методом (Физо). Констатирует факт открытия лазера учеными. |
1. Назвать фамилию ученого. Кем была впервые измерена лабораторным методом скорость света? (№ 4). 2. Констатировать факт. Открытие Басова, Прохорова и Таунса (№ 17). |
| 1.2. Знает категории и общие понятия. Знает категории и общие понятия. |
Указывает понятия по определению: «интерференция», «дифракция». Узнает определение понятий «фаза», «фотон». |
1. Указать понятие по определению. Сложение световых волн, при котором наблюдается распределение интенсивности света в виде светлых и тёмных полос. (№8). Отклонение распространения волны от законов геометрической оптики (№ 13). 2. Узнать определение понятия. Физическая величина, определяет состояние колебательного процесса (№9). Частица света (№5). |
| 1.3.Знает средства и способы действия с конкретными данными. | Идентифицирует формулу Планка Е=hν и понятие кванта. | Выявить по формуле понятие. Макс Планк ввел в 1900 году это понятие и вывел формулу Е=hν (№1). |
| 1.4. Знает волновые свойства света. | Выявляет явление поляризации, подтверждающее волновую природу света. | Определить явление. Явление, подтверждающее, что свет - поперечная э/м волна (№2). |
| 1.5. Знает величины, характеризующие электромагнитные и квантовые явления. | Воспроизводит информацию на основе взаимосвязи частоты излучения видимого диапазона и цвета. | Указать характеристику света. Это определяется частотой колебаний (№3). |
| 2. Понимание. | ||
| 2.1. Перевод 2.1.1. Узнает по модели явление. |
Узнает по модели явление фотоэффекта, знает кто его открыл (Эйнштейн). | 1. Узнать явление по модели и назвать кем оно было открыто. Кем было открыто это явление (№20)? |
| 2.1.2. Узнает по схеме прибор. | Узнает по схеме спектрограф. | 2. Узнать прибор по схеме.Прибор с фотографической регистрацией спектра (№7). |
| 2.1.3. Понимает смысл законов геометрической оптики. Преобразовает описание предмета в более краткую форму. | Понимает смысл закона отражения света, может увидеть свойство зеркального отражения, передает информацию в более краткой форме. | 3. Перефразировать (дать определение одним словом). Плоская поверхность, отражающая свет в одном направлении (№21). |
| 2.1.4. Осуществляет преобразование абстрактных терминов в конкретные. | Осуществляет преобразование абстрактного термина «анатомия света» в конкретный термин «дисперсия», получает связь этого явления с именем Ньютона. | 4. Назовите фамилию ученого.Английский ученый, автор «анатомии» света (№10). |
| 2.2. Интерпретация Фиксирует главную идею законов геометрической оптики. Делает заключение при выделении существенного признака явления. | Фиксирует главную идею – изменение направления светового луча при преломлении. Выделяет существенный признак – изменение показателя преломления из-за неоднородности среды. Делает заключение о мираже. | 5. Объясните, какое явлениепроисходит из-за рефракции солнечных лучей в неоднородной атмосфере (№ 12). |
| 2.2.1. Выводит заключение на основе изучения схем. | В результате логического размышления, используя схему шкалы э/м излучений, приходит к выводу, что предложенные границы длин волн соответствуют видимому диапазону. | 1. Определить по схеме диапазон электромагнитного излучения, с длинами волн ≈ 380-760 нм (№19). |
| 2.2.2. Экстраполяция | Фиксирует следствия из данных фактов. Обрабатывает информацию, предугадывает идеи применения прямолинейного распространения света в живописи и фотографии. | 1. Голландский художник, использовавший для своих картин камеру-обскуру (№16). Объяснить, как это можно сделать. |
| 3. Применение информации | ||
| 3.1. Применяет знания о законе преломления света для объяснения природных явлений. | Применяет закон преломления света, знание о дисперсии, делает чертеж, и объясняет причину появления радуги. | 1. Что можно увидеть, если высота солнца над горизонтом не больше 42° (№ 19)? Объяснить причину. |
| 3.2. Применение знаний для объяснения явлений природы. | Применяет знания о периодичности процессов для солнечных и лунных затмений, понимает, что сарос – промежуток времени, через который повторяются затмения. | Промежуток времени, через который повторяются затмения (№ 6). Объяснить периодичность затмений. |
| 4. Анализ | ||
| 4.1.Анализ связей 4.1.1. Вскрывает связь между элементами, выдвигает гипотезу, делает вывод. |
Выявляет взаимосвязь между монохроматическим (синим) и белым цветом, выдвигает гипотезу: от белого листа могут отражаться также и синие лучи. Используя знания о свойствах светофильтров, делает вывод о цвете стекла (синий). | 1. Укажите, какой цвет стекла нужно использовать, чтобы не увидеть синюю двойку на белом фоне (№ 22)? |
| 4.1.2. Разбивает задание на его составляющие, выявляет взаимосвязь между формулами волновой оптики и квантовой физики. Применяет к решению задач. | Разбивает задание на волновые (длина волны) и квантовые (импульс фотона) характеристики света. Выявляет взаимосвязь между формулой р=h/λ и частотой ν=с/λ. Идентифицирует зависимость цвета от частоты с помощью шкалы э/м волн. Переводит зависимости на язык формул, решает задачу по формуле Е=hν. Получает ответ – фиолетовый. | 2. Установите, какого цвета фотоны видимого света обладают максимальным импульсом (№ 9)? |
| 4.2. Анализ организационных принциповВыделяет принципы квантовой физики. Формируются представления о дуализме свойств в микромире. | Выделяет принципы квантовой физики (соотношение неопределенностей Гейзенберга), и, объясняя гипотезу де Бройля, выделяет сходства и различия в свойствах излучений и микрообъектов. | 3. Вывести общую закономерность. Это характерно для всех частиц вещества – электронов, протонов, атомов и т.д. (№ 14). |
| 5. Синтез (дополнительные вопросы для учащихся) | ||
| Синтезирует элементы для получения единого целого, которое ранее не было известно. | В процессе игры реализует проект «Фундаментальные опыты в оптике». Предлагает план проведения опытов, подтверждающих волновые и квантовые свойства света. | 1. Что можно предложить для реализации проекта «Фундаментальные опыты в оптике»? Иногда создает новые идеи, возможно, превосходящие наши! |
| Решает проблемы на междисциплинарном уровне путем переноса знаний из одной дисциплины в другую. | Предлагает по вычислению времени затмений объяснить исторические факты. Используя знания о применении камеры-обскуры, предлагает изготовить «стеноп». | |
| 6. Оценка (включает в себя все предыдущие уровни) | ||
| 6.1. Качественная оценка | Сопоставляет факты и выносит суждение о природе видимого излучения и дуализме свойств в микромире. Составляет план опытов, суммирует знания из разных областей для решения проблемы. | 1. Каковы логические противоречия в современных взглядах на природу света? 2. В чем сильные и слабые стороны гипотезы де Бройля? |
В разгадывании кроссворда важен результат, что эффективно мотивирует ученика. Дети осваивают тему, даже не думая об этом. В итоге, обучающиеся учатся отстаивать свою точку зрения; их внимание акцентируется на проблемах современной науки. Изучение опытов позволяет углубить представления учащихся об экспериментальном методе познания в физике. В режиме интерактивного взаимодействия у школьников происходит изменение личностных ценностных ориентаций, общение наполняется более гуманным, нравственным смыслом.
Метод формирования идеи корпускулярно-волнового дуализма в микромире с помощью решения кроссворда эффективен, так как новое знание нанизывается на старое, что способствует обучению творческой личности. Этот метод проверки – только дополнительный к известным методам контроля, но не альтернативный им, поскольку не дает возможности проверить глубину понимания изученного материала.
В ролевой игре «Суд над видимым излучением» применяется метод проектов в логике «дизайн-петли» (Приложение 3): определение потребности, исследование, обозначение требований к объекту проектирования, планирование и представление конечного результата[5]. Метод проектов ориентирован на формирование творческого мышления и ключевых компетенций учащихся [8]: умение планировать и представлять результат, получать информацию из разных источников, публично защищать результаты, выражать замыслы с помощью рисунков, схем, моделей, формул.
Дидактические задачи: используя IT-технологии, способствовать усвоению научных знаний о дуализме свойств в микромире, закрепить экспериментальные умения на основе постановки опытов и моделирования ситуаций на компьютере, отработать навыки работы в группе, исследовать модели, провести анализ конкретных ситуаций, используя интернет-ресурсы.
Для защиты минипроекта обучающиеся могут создать буклет. Показ презентации сопровождается дискуссией. Учитель выступает в роли судьи. В случае неверных объяснений свидетелей проводит коррекцию с помощью интерактивной доски. Дидактические задачи осуществляются через игровую задачу: выяснить природу видимого излучения.
Участникам предлагается подготовить и защитить минипроекты, продемонстрировать эксперимент или компьютерную модель и объяснить результаты. Такого рода «открытые задания» проблемного характера позволяют школьникам развивать креативные, предметные умения и навыки. Отсутствие заранее известного решения стимулирует школьников к реализации своего творческого потенциала [1]. Таким образом, в ходе игры создаются условия для решения образовательных задач:
- приобретение учащимися знаний о цикле научного познания, о месте эксперимента в нем, о роли фундаментальных опытов в физике, о деятельности ученых;
- формирование предметных умений обучающихся: планировать эксперимент, отбирать приборы для планирования эксперимента.
- формирование общеучебных умений обучающихся: работать с различными источниками информации; готовить сообщения и представлять натурный и модельный эксперимент; использовать средства IT-технологий; участвовать в дискуссии.
Организация игры
Учащиеся занимают места в классе согласно ролям (2 группы, прокурор, секретарь суда, адвокаты). Коррекция ошибок проводится с помощью средств интерактивной доски и при заполнении учащимися таблиц, предложенных учителем. На рабочем столе каждого компьютера – презентация, электронный вариант таблиц, которые обучающиеся заполняют в течение занятия; на столах – таблицы, информационные листы (приложения № 5 – 8). Во время дискуссии устанавливаются общие закономерности и причины явлений. Защита минипроекта осуществляется одним или несколькими учащимися, сохраняются слайды с нестандартными решениями. Во время выступления докладчики демонстрируют опыты или применяют компьютерные модели. Это активизирует познавательную деятельность обучающихся.
В процессе игры участники, защищая минипроекты, реализуют в логике «дизайн-петли» (Приложение 3) проект «Фундаментальные опыты в оптике» (Приложение 5).
Самостоятельные исследования актуализируют факторы интеллекта, присущие творческой деятельности. Во время игры легко определить формальных и неформальных лидеров, мотивированных и безразличных участников и т.п. С учетом психологических особенностей личности ученика, максимально реализовываются его потенциальные возможности к обучению. Участникам иногда приходится принимать решения в конфликтной ситуации, следовательно, происходит освоение функции управления конфликтом.
Игры с применением IT-технологийрешают задачи воспитания, развития функциональных режимов психики, а также типологических и индивидуальных свойств личности учащихся. Работа учащихся в ходе занятия оценивается с учетом их активности, качества подготовленных докладов и выступлений. Саморефлексия – обучающиеся проводят анализ и оценку успешности достижения целей, намечают перспективу последующей работы.
Эта технология основана на использовании управления качеством учебной деятельности каждого учащегося, на использовании простейших приёмов, описанных выше. Учащиеся при этом сами стараются учиться на высоком уровне, учителю остаётся лишь помогать им в этом.
Итог: эффективно организованные игры индивидуализируют процесс обучения; создают условия для формирования умений принимать вариативные решения в сложной ситуации. Нестандартная подача материала способствует осознанному пониманию алгоритмов постановки фундаментальных опытов, формированию научного мировоззрения. Учитель выступает в роли консультанта, планирует работу учащихся, контролирует лишь ключевые этапы выполнения проекта. Так как учитель и дети – участники одной игры, то изменяется наше отношение к себе и к детям. Учитель не просто применяет технологии обучения, а становится фасилитатором, изменяет учебную ситуацию, решает учебную задачу совместно с детьми. Это позволяет значительно улучшить качество образования, психологический климат и здоровье учащихся.
Список литературы и Интернет-ресурсов:
- Андрианова Г.А. Открытые задания как компонент личностного содержания дистанционного обучения. – М.: ЦДО «Эйдос», 2005.
- Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. – М.: Педагогика, 1989. – 191 с.
- Зайцева Е.Н. Оценка эффективности самостоятельного обучения студентов в телекоммуникационной среде средствами непараметрической статистики. – IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9 –12 August 2002. – с. 107-111.
- Малинин Г.А., Ляшко Л.Ю. Образование. Взгляд в будущее. – Обнинск: [б.и.], 2004.
- Обухов А.. Исследовательская работа школьников. – М.: Народное образование, №1, 2004.
- Обухова М.Ю., Голицына И.Н. Учебно-методический комплекс по информатике: опыт разработки и использование. – Educational Technology & Society, 4(3), ISSN 1436-4522, 2001.
- Роджерс К. Искусство консультирования и терапии. – М.: [б.и.], 2002.
- Романовская М.Б. Метод проектов в учебном процессе. – М.: Центр «Педагогический поиск», 2006.
- Шишмакова Е. Педагогическая техника. – М.: НИИ школьных технологий, 2006.
- Эльконин Б.Д. Об одном из путей психологического изучения рефлексии. – Новосибирск, [б.и.], 1987.
- Mirosoft Corporation Партнерство в образовании. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.
- Википедия – свободная энциклопедия [www документ] – ru.wikipedia.org
- jointantra.com/publ/drugie_materialy/kak_vesti_sebja_v_period_lunnogo_zatmenija/5-1-0-38
- golovolomka.hobby.ru
- darksage.narod.ru/gen3-kop perfild.htm
- yakub-b.narod.ru/grafika/Vermeer/Vermeer.htm
- allphysics.ru/kurs-fiziki/fotonnyi-gaz-i-ego-svoistva
- prophotos.ru/history/3096-kamera-obskura-ot-antichnosti-k-vozrozhdeniyu
- www.nsad.ru/index.php?issue=47§ion=&article=1000&print=1
- www.fmclass.ru/phys.php?id=485fb1065d9a9
- Единая коллекция ЦОР.– school-collection.edu.ru/catalog/ext
- physik.ucoz.ru
- Сайт «Библиотека звуковых эффектов». – www.tatarovo.ru/sound.html
- Л.К. Мартинсон, Е.В. Смирнов. Квантовая физика. [www документ] – URL: fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom5/ch1/texthtml/ch1_5.htm
- 8014_didakt_igri_fiz/didakt igri fizika/
- Портал Клякс@.net. Раздел «Копилка». [www документ] –www.klyaksa.net/htm/konkurs1/krosswords/index.htm
- Сайт «Физика в анимациях» – physics.nad.ru/physics.htm
- Сайт подготовки к ЕГЭ. Рубрикатор «Анимации». – college.ru/fizika/
- Российский общеобразовательный портал. –experiment.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=12331
- Максимова О.А. – к.п.н., начальник отдела учебно-методического сопровождения деятельности ЦНОТ– planeta.tspu.ru/index.php?ur1=846 [www документ]