Метапредметный подход на уроках физики

Установленные стандартом новые требования к результатам обучающихся вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования. Сегодня метапредметный подход и метапредметные результаты обучения рассматриваются в связи с формированием универсальных учебных действий (УУД) как психологической составляющей фундаментального ядра образования.

“Метапредметные технологии – педагогические способы работы с мышлением, коммуникацией, действием, пониманием и рефлексией учащихся.

Использование метапредметных технологий в преподавании традиционных учебных предметов позволяет демонстрировать учащимся процессы становления научных и практических знаний, переорганизовывать учебные курсы, включая в них современные вопросы, задачи и проблемы, значимые для молодежи. Метапредметное обучение – технология, позволяющая реально повышать качество образовательного процесса через работу со способностями учащегося.

1. Знания, в структуре познания играют роль знаков психики для ориентации в окружающем мире, являясь единицей метазнания;
2. Метазнания, выступающие как целостная картина мира с научной точки зрения, лежат в основе развития, интегрируя образное и теоретическое;
3. Метапредметность позволяет формировать целостное образное видение мира, избегая дробления знаний и “дидактических дрессировок”;
4. Мониторинг призван отслеживать индивидуальный уровень развития теоретического мышления.”[1]

Каковы могут быть методы, приемы и варианты реализации условий, обеспечивающих формирование и развитие до соответствующих уровней метапредметных новообразований у учащихся. Рассмотрим некоторые направления деятельности учителя:

– Развитие личности и социальная адаптация (выступление учащихся в различных социальных ролях) при выполнении учебно-познавательной деятельности по физике в паре, группе, коллективе класса, разновозрастном учебном коллективе. Например, проведение уроков моделирования и конструирования при изучении нового материала:

1. Мысленное (идеальное) интуитивное – это моделирование, основанное на интуитивном представлении об объекте исследования. Знаковое – это моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы
2. Урок конструирования: его можно рассматривать как отдельный тип урока, либо как составную часть урока моделирования. Основная задача данного типа урока – на основе построения “содержательной абстракции и содержательного обобщения” сконструировать новое понятие (способ). Здесь идет групповая форма общения, а затем всем классом обсуждаются варианты решения и на их основе фиксируется в тетради способ (понятие). Урок как всегда заканчивается рефлексией, в результате которой дети формулируют те “открытия”, которые они на уроке сделали

– Гуманитаризация содержания учебных курсов физики за счет включения материалов, отражающих взаимосвязь физики и искусства, элементов истории физики и биографий ученых, элементов биофизики (в т.ч. человека), природного и экологического характера. Большие возможности для реализации данного компонента представляют элективные курсы предпрофильной подготовки и профильной школы, которые вводятся в учебный план в соответствии с Концепцией Профильного обучения на старшей ступени школы. На протяжении нескольких лет провожу курс по выбору “ Юный исследователь”. Данный курс по выбору предназначен для учащихся 9-х классов, он является межпредметным и рассчитан на 8 часов. Использую следующие формы работы с учащимися: лекционно-семинарские занятия, работа с литературой с дальнейшей презентацией результатов, подготовка учащимися сообщений с использованием новейших сведений (из Интернета, научной и научно-популярной периодической литературы), выполнение учащимися проектов. Формами отчетности учащихся за данный курс могут быть: конспект с решением задачи, проектная работа, творческая работа.

– Гуманизация отношений между субъектами процесса обучения, предполагающая отношение к каждому субъекту как высшей ценности за счет применения интегративно-дифференцированного подхода к обучению ориентированного на выполнение двух главных образовательных задач – формирование цельного представления о мире (единой научной картины мира) и создание условий для проявления каждым обучающимся своей индивидуальности и неповторимости как свойства Личности. Так, например, ежегодное проведение в 11-м классе конференции “Физика-мировоззрение-технология” позволяет привлечь всех учащихся класса и каждый выбирает сам форму и содержание участия.

Вопросы для обсуждения:

1. XXI век – век, в котором миром управляет физика?
2. Прав ли был Прометей, давший людям огонь?
3. Что важнее всего на Земле?

Таким образом, физика как стержневой представитель системы естественно-научного знания обладает огромным социально-гуманитарным потенциалом, а современное состояние образовательной сферы требует сосредоточения методического внимания и усилий на раскрытии и реализации данного потенциала.

Моя достаточно большая практика позволила определить следующую структуру осуществления “Метапредметности” на уроках физики и во внеурочное время:

1) уроки с привлечением некоторых знаний уч-ся из других учебных предметов (физика, химия, астрономия, география ,история и др.):

• Поиск необходимой информации в различных источниках и сети Интернет (дети делают сообщения, находят рисунки и делают их сами, фотографии к занятиям).
• Использование заданий типа: Прочитайте небольшой текст о Байкале.

Для ответа воспользуйтесь справочными материалами о свойствах воды.

2) Наблюдения и опыты осуществляем в ходе самостоятельной деятельности, а не по инструкции. Учащимся предлагается: поставить опыт, демонстрирующий, что при изменении направления тока в проводнике, изменяется и направление магнитного поля вокруг проводника с током. Даю алгоритм:

3) В течение года учащиеся успешно выполняют домашние исследования. Например: апробировала и применяю задания для учащихся 7-го класса, которые предлагают В.Г.Разумовский, В.А.Орлов, Ю. И.Дик:

• Рассмотрите устройство медицинского термометра (градусника) для измерения температуры тела человека. Полученную информацию, после ее анализа, запишите в таблицу :Цена деления шкалы термометра. Верхний предел шкалы термометра. Нижний предел шкалы термометра. Погрешность термометра.
• Выскажите свое предположение о том, какое физическое явление лежит в основе действия (работы) термометра.
• Измерьте свою температуру. Результат измерения запишите в таблицу.

• Рассмотрите устройство медицинского шприца и охарактеризуйте его как прибор для измерения объема (при отсутствии шприца это можно проделать с мензуркой или мерной кружкой).
• После рассмотрения и анализа прибора результаты запишите в таблицу: Цена деления шкалы шприца. Верхний предел шкалы.
• С помощью шприца определите объем той посуды, которой вы пользуетесь — столовой ложки, чайной ложки, чашки.
• Результаты опытов, с учетом абсолютной погрешности измерения, запишите в таблицу. [2]

4) Для практического применения универсальных учебных действий предлагаю систематические упражнения. Например:

1. С помощью измерительной ленты измерьте длину и ширину своей комнаты и вычислите ее площадь.
2. В сутках 24 часа. Выразите это время в минутах и секундах. Запишите эти числа в стандартном виде.
3. Длина демонстрационного стола в кабинете физики равна 2,4 м. Выразите эту длину в километрах, дециметрах, сантиметрах и миллиметрах.

5) Большое значение имеют обобщающие уроки. С целью осознанного построения речевого высказывания в устной и письменной форме предлагаю учащимся при ответах использовать блок-схемы типа:

• Устройство, прибор, механизм  –

1) назначение; 2) устройство; 3) принцип действия; 4) применение; 5) условия применения;

• физическая величина –

1) определение; 2) обозначение; 3) формула для вычисления; 4) единица измерения; 5) прибор для измерения.

Учащиеся 9-11-х классов активно участвуют в подготовке и проведении деловых игр по темам курса физики. Это: 1. “Мы строим электростанцию”. 2. Заседание конструкторского бюро (Тепловые машины). 3. Суд над электризацией. 4. Совещание аппарата правительства “Экологические проблемы края” и другие.

6) Использую решение нетрадиционных систематизирующих задач в профильном обучении. Это задачи, не выходящие за рамки школьной программы, но требующие для решения нестандартного подхода. Рассмотрим задачи по теме “Молекулярная физика и основы термодинамики”. Особое место занимают задачи на перевод графика некоторого газового процесса из одних координат в другие. В этом случае требуется правильно записать функциональную зависимость между параметрами термодинамической системы согласно условию задачи и получить нужную функцию параметров в требуемых координатах.

Задача. Как изменялось давление газа во время процесса, изображенного на рис. 2?

Решение. Проведем серию изобар в координатах (V, T) (рис. 3), представляющих собой прямые, проходящие через начало координат. Очевидно, что на участке 1-2 давление падает), а на участках 2-3 и 3-1 – возрастает.

7) Проведение мониторинга метапредметных результатов. “Метапредметными результатами обучения физике в основной школе являются:

• овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;
• понимание различий между исходными фактами и гипотезами для их объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений;
• формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий для решения познавательных задач;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;
• освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими и методами решения проблем;
• формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию”. [3]

Рефлексия результатов деятельности (проходит в различной форме на каждом занятии). Для диагностики и формирования познавательных универсальных учебных действий целесообразны следующие виды заданий: “найди отличия” (можно задать их количество); поиск лишнего; “лабиринты”;упорядочивание;“цепочки”;хитроумные решения составление схем-опор; работа с разного вида таблицами; составление и распознавание диаграмм; работа со словарями; найди ошибки; проведи эксперимент; рассказ по рисунку; дополни предложение; выбор из текста терминов и т.д. С целью проверки уровня сформированности экспериментальных умений учащихся провожу контрольные лабораторные работы. При этом в соответствии со структурой эксперимента исходила из предположения, что учащиеся, в первую очередь, должны выполнить следующие действия: сформулировать цель эксперимента; сформулировать и обосновать гипотезу; выяснить условия эксперимента; спроектировать эксперимент; отобрать необходимые приборы, материалы, инструменты; собрать установку; провести запроектированные опыты; провести расчеты; на основе анализа сделать выводы. Результаты наблюдений, анализа контрольных работ, анкетирования учащихся отражены в таблице.

Сводная таблица результатов эффективности овладения учащимися 7-х классов основными видами учебно-познавательной деятельности в 2011-2012 учебном году

Каждому уровню сформированности того или иного критерия приписываем определенное значение соответствующего коэффициента: Уровень овладения: низкий, необобщенный Т = 0,00 – 0,30; средний, узкой обобщенности Т = 0,31 – 0,60; высокий, широкой обобщенности Т = 0,61 – 1,00.

В заключении следует отметить, что учитель сегодня должен стать конструктором новых педагогических ситуаций, новых заданий, направленных на использование обобщенных способов деятельности и создание учащимися собственных продуктов в освоении знаний. Поэтому сегодня важно не столько дать ребенку как можно больший багаж знаний, сколько обеспечить его общекультурное, личностное и познавательное развитие, вооружить таким важным умением, как умение учиться. Это и есть главная задача новых образовательных стандартов, которые призваны реализовать развивающий потенциал общего среднего образования и одно из главных направлений деятельности учителя.

Список литературы:

1. Методические рекомендации в помощь слушателям курсов в номинации “Лучший учитель” краевого этапа Всероссийского конкурса “Учитель года России-2011” по физики Коваленко Л.Г., ст. преподаватель кафедры математики и физики СКИПКРО.
2. В.Г.Разумовский, В.А.Орлов, Ю. И.Дик “Методика обучения физике. 7 класс”.
3. Стандарты второго поколения. Примерная программа по физике. (Основная школа).
4. А.В.Федотова. “Роль универсальных учебных действий в системе современного общего образования”.