В последние годы в нашей стране уделяется большое внимание обучению и воспитанию подрастающего поколения. Об этом говорят приоритетный проект “Образование”, президентская инициатива “Наша новая школа”, недавно принятый ГДРФ новый Закон об образовании.
В этих документах идет речь о нашей современной школе, её модернизации в целом и в частности курса физики в средней школе, которая предусматривает не только включение в него вопросов современной физики, но и изложение вопросов классической физики по новому, с применением новых методов исследования и приемов мышления, а так же предлагает усиление классификации, систематизации и обобщения знаний под углом зрения общих идей.
В последнее время в СМИ и некоторых научных статьях приводятся высказывания: “Если нация, неспособная ценить обученный интеллект, то она обречена” или “В качестве показателя национального богатства выступают не запасы сырья или цифры производства, а количество способных к научному творчеству людей”. Т.е. задача школы состоит в том чтобы по современному развивать интеллект, растить людей, способных к научному творчеству.
Одним из способов и методов решения данной задачи является организация в школе учебно-исследовательской работы учащихся – вида деятельности, направленного на получение новых объективных научных знаний. В своей статье я не хочу углубляться в какое-либо научное исследование, об этом виде работы много написано в научно-методических изданиях, методических газетах, вестниках образования, в интернете и т.д.
Я хочу лишь сделать попытку поделиться своим опытом, результатами, достигнутыми учащимися в учебно-исследовательской деятельности, а также сформулировать некоторые соображения, которые появились в процессе совместной работы с учащимися. Выше было подчеркнуто, что в литературе на соответствующих сайтах в интернете имеются хорошо отработанные “Положения и методические рекомендации об учебно-исследовательской работе учащихся в школе”.
В своей школе мы выстраиваем данный вид работы как раз на основе этих положений, рекомендаций и общих схем ученического исследования. В последние годы я работаю над темой “Инновационная образовательная система обучения учащихся физике в профильных группах” и одной из составных частей этой образовательной системы является учебно-исследовательская работа с учащимися – процесс совместной деятельности учащегося и педагога по выявлению сущности изучаемых явлений и процессов, по открытию, фиксации, систематизации новых знаний, поиску закономерностей, описанию, объяснению, проектированию. Этот вид деятельности направлен на закрепление и углубление тех знаний и умений, которые учащиеся получают во время уроков и самостоятельной работы.
Самым важным, самым трудным моментом из всей учебно-исследовательской работы является выбор направления работы, её темы. Тема – ракурс, в котором рассматриваемая проблема должна соответствовать следующим критериям:
- представлять интерес
- должна быть реализуема
- отражать процесс развития научного познания
- определять актуальность исследования
Темы, в основном, не появляются спонтанно, они вытекают из того материала, который мы изучаем на уроках.
Так, например, изучаем тему “Сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры”, отсюда следует естественное продолжение: а как будут вести себя проводники и электролиты при более низких температурах или при более высоких температурах. Появилось понятие сверхпроводимости, и перед нами встает вопрос о механизме этого явления, который и явился предметом исследований. Таким же образом мы пришли к теме “Текучесть и сверхтекучесть жидкости”. В этих работах необходимо было найти наиболее простое объяснение механизма этих явлений. Взяв сложные в математическом и научном плане объяснения, мы долгое время не могли защитить эти работы и возвращались к ним вновь и вновь, в конечном счете нашли хорошие и простые для понимания объяснения явления сверхпроводимости и сверхтекучести. Наши работы получили признание на конференциях различного уровня. Возьмем другую работу: “За страницами школьного учебника. Архимедова сила”, кажется, по этой теме все известно. Мы и не стремились к исследованиям Архимедовой силы, перед нами стояла цель создать динамическую модель, раскрывающую зависимость силы Архимеда от объема погруженной части тела и плотности жидкости. Однако, раскрыв электромагнитную природу этой силы, учащиеся пришли к выводу, что здесь есть предмет исследований, и в конечном счете вывели более общую формулу для расчета “Архимедовой силы”. Таким же образом исследования действия электромагнитного поля на макроскопические объекты навели на мысль о создании транспортных средств, к которым энергия подводится беспроводным образом и автомобиль может двигаться без известного всем двигателя внутреннего сгорания. Таким же образом возникли работы по темам: “Термогенератор”, “МГД-генератор”, “Волновая оптика”, “УЗИ” и многие другие. Все, чем мы занимаемся во второй половине дня, создавая научно-исследовательские работы, - это углубленное изучение и практическое воплощение научных знаний, полученных учащимися во время учебных занятий.
Самое важное во всем этом процессе это - поставить ученика в положение исследователя, экспериментатора. И не все могут с полной отдачей сил заниматься такой работой, ведь это не рутинные и механические действия, это научные действия и изыскания, а для этого нужны хорошие теоретические знания по предмету. Все учащиеся это хорошо понимают и, выстроив работу, не теряют интерес к научно-исследовательской деятельности.
Наши работы построены на принципах научного поиска, это:
- выдвижение гипотезы,
- определение целей исследований, как конечного результата деятельности,
- формирование задач, которые решаются для реализации целей исследований.
Каждая работа у нас делится на две основные части:
1) теоретическая часть, в ней формируется теоретическая научная база, на которой мы строим свои исследования и прогнозируем конечный результат деятельности;
2) практическая часть (результатом выполнения этой части работы является создание моделей, приборов, устройств).
В конце каждой работы мы формируем выводы и подводим ее итоги.
Наши работы делятся на следующие группы по своему практическому выходу:
1. “Красивые работы” - это работы, базирующиеся на астрономическом материале, имеют красочную презентацию, интересны для всех групп учащихся. Эти работы со вниманием слушают участники, члены жюри конференции. К таким работам относятся: “Белые пятна черных дыр”, “Вифлеемская звезда – миф или реальность ”.
2. Работы, объясняющие сложные физические явления, например явление сверхпроводимости и сверхтекучести. О них я писал выше. Над такими работами нужно долго работать, чтобы они получили признание. Иногда над этими работами трудятся 2, а то и 3 поколения выпускников, пока то над чем они работали не получит должного признания.
3. Работы с полупрактическим выходом. В этих работах глубоко исследуется создание приборов или материалов, которые уже хорошо известны и используются в практике. Мы лишь пропагандируем их устройство, принцип действия и способы применения.
4. Работы с практическим выходом. В результате исследований такие работы предусматривают создание приборов, устройств, которые имеют рабочие цели и могут быть использованы в практике. Эти работы самого высокого и трудоёмкого уровня. Эти работы получают на конференциях самые высокие оценки.
Наиболее значимые для нас работы - ,,Свойство плазмы. МГД – генератор”, ,,Термоэлектричество. Термогенератор”, ,,Электрические двигательные системы”. Мы многое делаем, чтобы научно-исследовательская деятельность не была каким то обособленным, закрытым звеном в учебно – воспитательном процессе.
В школе проводиться большая работа по пропаганде научно – исследовательской деятельности учащихся.
- Я, как учитель, часто применяю тезисы и презентации этих работ на уроках по соответствующим темам.
- Первыми слушателями научно – исследовательских работ учащихся являются их товарищи по классу или физическому кружку, т.е. первые оценки создатели работ получают от своих друзей. Могу с уверенностью сказать, что оцениваются работы со знанием дела и довольно критично.
- Затем работы прослушиваются на школьных межпредметных конференциях и только после необходимой доводки и доработки выставляются на конференции высокого уровня. Схема выхода наших работ такова:
1. Участие в муниципальной конференции по физике, которая проводится уже третий год подряд в нашей школе.
2. Участие в межрайонной конференции ,,Шаг в науку” , которая проводится в школе № 4 города Нелидово, и ,, Взгляд в науку” в городе Белый. Победители этих конференций принимают участие в конференциях более высокого регионального, всероссийского и международного уровня. Естественно, чтобы добиться, необходимых результатов, нужно серьёзно потрудиться и овладеть мастерством создания научно – исследовательских работ.
Я считаю, что это довольно сложная составляющая системы работы по обучению учащихся, она трудоёмкая и требует много времени. Некоторые работы создаются месяцами, некоторые доводятся до научного уровня в течение нескольких лет. Но многие учащиеся уже втянулись в эту работу и с удовольствием ею занимаются, зная, что совершенствуют и углубляют в свои знания по физике. Не все после окончания школы становятся исследователями и идут в науку, но то, что они получают в школе, всегда применяется в жизни, а это самое главное.
И в заключение я привожу перечень творческих работ учащихся нашей школы за последние пять лет, мой краткий анализ научно – исследовательской работы с учащимися, результаты их работы и экспертное заключение о качестве творческих работ учащихся.
Перечень творческих работ учащихся за последние 3 года
2008-2009 гг.
“Вифлиемская звезда: миф или реальность” - Манасян Анна, Тополева Анна (11 класс)
“Белые пятна черных дыр” - Спинков Михаил, Бодренков Сергей (11 класс)
“Свойства ультразвука. УЗИ в медицине” - Железников Даниил (11 класс)
“Биологическое действие света. Фотосинтез” - Бодрова Алена, Сивакова Юлия (11 класс)
2009-2010 гг.
“Термоэлектричество. Термогенератор” - Челебиев Рафаэл, Фиросов Игорь (11 класс)
“Волоконная оптика” - Ксюнин Владимир, Филиппов Никита (11 класс)
“Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость” - Попик Никита (11 класс)
“Мобильная связь. Действие электромагнитных излучений на человека” - Сивакова Наталья, Хвостова Олеся (11 класс)
2010-2011 гг.
Электромагнитная двигательная система” - Сахаров Андрей, Свердлов Дмитрий (10 класс)
“За страницами школьного учебника. Архимедова сила.” - Аубакиров Рафаил, Котов Александр (9 класс)
“Текучесть жидкостей. Сверхтекучесть” - Яковлева Анастасия (11 класс)
“Свойства плазмы. МГД-генератор” - Туманцев Алексей (11 класс)
2011-2012 гг.
1.“Электрический ток в электролитах: Аккумуляторы”-Фильченкова Ольга.
2.“Расчет электрических цепей ч.1 (Резисторы в цепи постоянного тока)” - Аубакиров Рафаил.
2012-2013 гг.
1.“Расчет электрических цепей ч.2(Источники в цепи постоянного тока)”- Аубакиров Рафаил
2. “Великий закон природы” - Котов Александр
3. “Физические основы плавания судов” - Дервоед Артём.
За последние 5 лет возросло количество исследовательских работ учащихся. Если в 2006, 2007 гг. нам удавалось создать 1 или максимум 2 работы, то в 2008-2012. гг. их количество достигло оптимального максимума от двух до четырех работ за год. Я говорю “максимума”, т. к. создать, оформить, изготовить должную презентацию и качественно защитить большое количество творческих работ практически невозможно. Я имею в виду научно-исследовательские работы с должным практическим выходом, а не рефераты, взятые из Интернета или списанные из книг, учебников или каких-либо других источников информации.
При этом динамически возрастало качество работ, а следовательно, их оценка на различного рода конференциях, в которых мы принимали участие.
В 2008-2009 учебном году преобладали работы с малой исследовательской базой и большим уровнем реферативного и описательного материала, так называемые учащимися “красивые” работы, построенные на астрономическом материале. Для этих работ создавалась довольно красочная презентация, но, к сожалению, большой труд, затраченный авторами “Вифлиемской звезды” и “Белых пятен черных дыр” не был по достоинству оценен членами жюри конференций и мы получили лишь грамоту за работу М. Спинкова на конференции в МГИЭТе “Творчество юных”. Наиболее удачной была работа Железникова Даниила “Свойства ультразвука. УЗИ”, которая была признана победителем, и ее автор был награжден дипломом 1ой степени.
Из работ 2009-2010гг. следует выделить “Термоэлектричество. Термогенератор”, авторы которой проявили творческий подход при ее создании, построили действующую модель термогенератора и достойно защитили эту работу, заняв первые места на муниципальной и межмуниципальной конференциях, а также достойно ее представили на конференции “Творчество юных” в Зеленограде (МИЭТ).
Особенно удачными были работы 2010-2012, гг. Правда, все они были построены на изучаемом на уроках теоретическом материале, но имели очень солидную исследовательскую базу. Каждая из этих работ получила высокую оценку на различных конференциях.
- “Электромагнитная двигательная система” и “Архимедова сила” - 1 и 2 места на муниципальной и межмуниципальных конференциях.
- “Текучесть и сверхтекучесть” вышла в финал Всероссийского конкурса им. Д. И. Менделеева.
- “Свойства плазмы. “МГД - генератор”, “Электромагнитная двигательная система” представлены в финале международного конкурса “Леонардо”. Такие высокие оценки говорят о значимости и актуальности этих работ.
Я еще раз хочу отметить, что все работы построены на изучаемом в школе материале, т. е. являются углубленным и творческим продолжением уроков физики и представляют составную часть или звено в образовательной системе учителя. И последнее, на чем я хочу остановиться,- это то, что все творческие работы учащихся имеют значимый практический выход.Одни из них направлены на создание наиболее простых и дешевых источников энергии -термогенераторов и МГД-генераторов. Такие, как “Узи в медицине” и “Мобильная связь” показывают, как можно наиболее качественно прогнозировать заболевания внутренних органов человека и защищать себя от действия вредных излучений. Научно-исследовательская деятельность учащихся имеет свое практическое применение в учебно-воспитательном процессе и значимую социальную направленность.
Участие в конференциях:
Муниципальная конференция по физике
2008-2012
1 место - Спинков М.
1 место - Челебиев Р.
1 место – Аубакиров Р.
2 место - Ксюнин В.,Котов А.
3 место – Котов А.
Межрайонная конференция “Шаг за шагом” (секция физики),
2008-2012
1 место - Спинков М.
1 место - Челебиев Р.
1 место - Сахаров А
2 место - Аубакиров Р.
2 место - Ксюнин В.
3 место Фильченкова О.
Межрайонная конференция “Взгляд в науку” г.Белый
2008-2012
1 место - Спинков М.
1 место - Челебиев Р.
1 место – Сахаров А.
1 место – Фильченкова О.
4.Региональная конференция “Будущее за нами” (лицей ТВГУ)
2008-2010
3 место
5. Региональная конференция “Творчество юных” (МИЭТ Зеленоград)
2008-2012
1 место грамота
6. Всероссийский конкурс им. Д.И. Мендлеева. 2010-2011 - финал конкурса
7. Международный конкурс “Леонардо” 2010-2012
Финал конкурса (2 работы)
Экспертное заключение о динамике качества творческих работ учащихся МОУ сш №4.
Мы, ниже подписавшиеся, председатель экспертной группы Боруленков М.И.- руководитель районного МО учителей физики, Яковлева С.Н.- учитель физики МОУ сш №5 и Крылова Н.В.-учитель физики МОУ “Гимназия №2” изучили представленные нам учителем физики МОУ сш №4 Цветковым А.А. творческие работы учащихся:
- “Свойства плазмы. МГД-генераторы”- автор Спинков Михаил, 11кл, 2009 год.
- “Термоэлектричество. Термогенератор.”- автор Челебиев Рафаэл, 11кл, 2010 год.
- “Электромагнитные двигательные системы.”- автор Сахаров Андрей, Юкл, 2011год.
- “За страницами школьного учебника. Архимедова сила.”- авторы Аубакиров Рафаил и Котов Александр, 9 кл, 2011год.
Изучив данные работы учащихся, мы делаем следующие выводы и заключения. Все работы, представленные нам, актуальны по тематике, выполнены на высоком научном и исследовательском уровне, с глубоким пониманием и анализом выдвинутых учащимися научных проблем. Работы относятся к группе научно-исследовательских, т.к. в них четко прослеживается научный метод познания и исследования, а именно:
- четкое формулирование темы каждой из работ;
- нахождение противоречий и выдвижение гипотезы как отправной точки исследования; формулирование целей как конечного результата работы;
- выдвижение задач как средства реализации поставленных целей;
- научные выводы на каждом этапе исследований и в конце работы;
- практический выход работы.
Анализируя данные работы, мы видим систему построения и организации научно-исследовательских работ, присущую научному руководителю и учащимся этой школы: это глубокое творческое обоснование изучаемой темы на базе профильного уровня рабочей программы учителя. Следует отметить глубокое научное исследование каждого этапа и элементов работы, построение действующих лабораторных моделей и конечный практический выход работы, а именно:
- по первой работе - построение действующей модели МГД-генератора;
- по второй - действующей модели термогенератора;
- по третьей - создание движущейся модели в электромагнитном поле;
- по четвертой - открытие новой формулы для определения Архимедовой силы.
Все работы, в конечном счете, приводят к созданию и открытию чего-то нового, перспективного в физике и технике.
Нам трудно говорить о динамике представленных работ, т.к. они все отвечают самым высоким требованиям, предъявляемым к научно-исследовательским работам учащихся. Мы четко просматриваем высокий уровень работы руководителя проектов и учащихся, а также четко налаженную систему научно-исследовательской деятельности в данной школе.
Анализируя тематику, построение, используемую литературу, методы научных исследований в представленных работах, члены экспертной группы отмечают то, что данный вид деятельности учителя органично вписывается в его образовательную систему, которая рассматривает внеурочную деятельность учащихся как продолжение работы на уроках как основной формы учебно-воспитательной работы. Это хорошо видно, т.к. работы, в основном, построены на теоретических знаниях, которые изучаются по основной программе, используются те же самые практические навыки, методы научных исследований и алгоритмы, которые применяются на классных занятиях. Но, естественно это усложняется и углубляется при работе над проектами, а ученики ставятся в позицию исследователей и экспериментаторов.
Мы присутствовали при защите всех 4-х работ во время проведения муниципальных и межмуниципальных конференций по физике и убедились, что учащиеся это делали с глубоким пониманием содержания, знанием хода работы, исследований и уверенностью в правильности своих выводов и полученных конкретных результатов. При защите каждой работы применялась тщательно подготовленная презентация, которая давала возможность слушателям глубоко проникнуть в суть содержания, глубину исследований и понять, к чему стремились, в конечном счете, авторы представляемых работ.
И как итог такой серьезной работы над данными научно-исследовательскими проектами - высокие результаты и оценки, полученные учащимися, на научно- практических конференциях.
Работа “Свойства плазмы. МГД - генераторы” на муниципальной и межмуниципальной конференции заняла I место(высший бал-12). На конференции “Будущее за нами” (лицей ТвГУ)- III место и на конференции “Творчество юных” МГИЭТ-1 место (диплом первой степени). Работа “Свойства плазмы. МГД- генераторы”, вышла в финал международного конкурса “Леонардо” в 2011году.
Так же высоко были оценены и другие работы, которые занимали на указанных конференциях 1 и 2 места и в следующем году будут представлены на всероссийские конкурсы им. Д.И.Менделеева и “Леонардо”.
И в заключение члены экспертной группы отмечают, что проектные и научно-исследовательские работы, кроме научной, имеют большую социальную значимость. Это выражается в том, что учащиеся предлагают использование более простых и более дешевых источников энергии, разрабатывают методы ультразвуковых исследований организма человека, предлагают новые методы передачи информации на расстояние, исследуют действия электромагнитных излучений на человеческий организм и предлагают способы защиты от этих вредных воздействий. Таким образом суть заключается в том, что вся научно-практическая деятельность учащихся имеет практическую социальную направленность и приносит пользу обществу.
