Формирование навыков исследовательской деятельности на уроках физики

Целью представленной методической разработки является обобщение собственного педагогического опыта по формированию у учащихся устойчивых представлений о физической картине мира, знакомство учащихся с методами исследования объектов и явлений природы.

Результаты обучения физике не ограничиваются только результатами предметными. Известно, что физика является интеллектообразующим учебным предметом, позволяющим в равной мере развивать все сферы деятельности школьника: познавательную, интеллектуальную, эмоциональную и ценностно-смысловую. Поэтому при обучении физике можно получить значимые метапредметные результаты, которые связаны с формированием универсальных учебных действий, и личностные результаты обучения, которые непосредственно связаны с социализацией учащегося.

Метапредметные результаты обучения физике.

• Формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной и символической формах.
• Формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей.
• Освоение приемов действовать в нестандартной ситуации, овладение методами решения проблем.

Личностные результаты обучения физике.

• Сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.
• Самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.
• Формирование ценностных отношений друг к другу, к учителю, к результатам обучения.

Общие предметные результаты обучения физике.

• Умения: проводить наблюдения, планировать и проводить эксперименты.
• Обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков.
• Обнаруживать зависимости между физическими величинами.
• Объяснять полученные результаты и делать выводы.

Частные предметные результаты обучения физике.

• Проведение исследования в соответствии с ориентировочной схемой при выполнении практических работ.
• Преобразование информации, представленной в виде таблицы результатов измерений в график, построение графика по результатам эксперимента и его интерпретация.
• Обсуждение различных способов представления результатов измерения (вербальных, табличных, в виде диаграммы).

В 2013–2014 учебном году 7т класс нашей школы начал изучать курс физики для 7-9 классов по учебнику Степановой Г.Н. «Физика для 7 класса общеобразовательных учреждений. Календарно-тематическое планирование, к которому разработано мной в соответствии с авторской программой Г.Н. Степановой. Значительное внимание в учебнике уделяется формированию научных понятий и общеучебных умений и навыков, в том числе умению описывать наблюдения и опыты, планировать исследования, представлять результаты измерений в виде таблиц и графиков, высказывать предположения и делать выводы на основе проверенных достоверных фактов. Такой вид деятельности учащихся формируется через исследовательские практические работы, осуществляемые не после изучения закона или явления, а в начале изучения темы. Такая методика активизирует познавательную деятельность учащихся, повышает эффективность обучения, интерес к изучаемому материалу, обеспечивает деятельный подход к получению знаний, обеспечивает исследовательскую организацию учебного процесса. За первый год изучения физики учащиеся выполняют практические работы:

Практическая работа №1. Определение положения тела в лабораторной системе отсчета.

Практическая работа №2. Изучение прямолинейного движения тел.

Практическая работа №3. Измерение средней скорости неравномерного движения.

Практическая работа №6. Изучение зависимости модуля деформации пружины или резины от величины нагрузки.

Практическая работа №7. Изучение зависимости силы тяжести от массы тела.

Практическая работа №8. Изучение силы трения скольжения.

Практическая работа №9. Определение положения центра масс тела.

Практическая работа №10. Выяснение условий равновесия рычага.

Практическая работа № 12. Обнаружение давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Практическая работа № 13. Определение выталкивающей силы на погруженное в жидкость или газ тело.

При прохождении нового материала в течение первой четверти при изучении темы «Основы кинематики» были проведены уроки с использованием исследовательской организации учебного процесса на темы:

Практическая работа №1. Определение положения тела в лабораторной системе отсчета.

План урока

2. Фронтальный опрос по материалу предыдущего урока:

1. Дайте определение механического движения. Поясните понятие тела отсчета на примерах.
2. Дайте определение тела отсчета. Поясните понятие тела отсчета на примерах.
3. Дайте определение системы отсчета.

3. Проведение исследовательской работы

Цель работы: научиться определять положение тел на поверхности стола в выбранной системе отсчета.

Оборудование: несколько тел разных размеров, две сантиметровые ленты.

Указания к работе:

Задание 1. Расположите тела на столе произвольным образом. Выберите одно из них – пусть оно будет телом отсчета. Определите положение каждого из тел в этой системе отсчета и запишите их координаты.

Задание 2. Не меняя положение тел на столе, перенесите координатные оси так, чтобы начало отсчета совпало с положением другого тела (новое тело отсчета). Определите положение каждого тела в новой системе отсчета и запишите их координаты.

Сравните между собой координаты каждого тела в разных системах отсчета. Какой вывод можно сделать? Запишите его.

Задание 3. Оставьте на столе только два тела: одно будет телом отсчета. Выберите наиболее удобное расположение координатных осей. Запишите начальные координаты другого тела в этой системе отсчета. Измените, положение этого тела на столе и снова определите его координаты. Проведите эту процедуру несколько раз. Какой вывод можно сделать? Запишите его.

4. Домашнее задание. Ответить на вопрос № 7 стр.46.

С какими трудностями вы столкнулись при определении координат тела? Как их преодолели?

Следующий урок начинается с обсуждения этого вопроса и выводов, полученных при исследовании.

Практическая работа №2. Изучение прямолинейного движения тел.

План урока

2. Фронтальный опрос по материалу предыдущего урока:

1. Дайте определение траектории. Как вы думаете, траектория – это реальная или воображаемая линия? Можно ли ее увидеть, потрогать, ощутить?
2. Сконструируйте определение прямолинейного движения. Приведите примеры тел, движущихся прямолинейно. Можно ли утверждать, что в реальном мире есть тела, которые всегда движутся только прямолинейно?

3. Проведение исследовательской работы

Цель работы: Изучить разные виды прямолинейного движения.

Оборудование: подберите для проведения исследования нескольких тел, за движением которых вы будете наблюдать, часы с секундной стрелкой.

Указания к работе:

• Выберите удобную систему отсчета. (Что является телом отсчета? Как направлена координатная ось?) Подготовьте «маячки» - специальные метки, которые могут «запомнить» положение тела в любой момент времени.
• Перед измерениями проведите «установочный» эксперимент: сначала приблизительно измерьте время движения тела по выбранной траектории. Подберите такие условия, при которых это время наибольшее. В этом случае координаты тела в разные моменты времени вам удастся измерить точнее.
• Проведите опыты и измерения. Занесите результаты измерений в таблицу. Подсчитайте проекцию перемещения за одну, две, за три секунды и так далее. Результаты расчетов занесите в таблицу.
• Подсчитайте проекцию перемещения за первую, вторую и третью секунды и так далее. Результаты расчетов занесите в таблицу.

Удобно результаты измерений заносить в таблицу, например, такую:

Движение шарика (автомобиля, бруска) по…

Теперь проведите анализ полученных данных, отвечая на такие вопросы (для каждого опыта):

1. Как изменяется координата движущегося тела?
2. Каков знак проекции перемещения тела в вашем опыте?
3. Как меняется проекция вектора перемещения в зависимости от времени движения?
4. Сравните перемещения тела за одинаковые промежутки времени.

• Проведите несколько опытов, изучая движение тела по горизонтальной поверхности стола, по наклонной плоскости (вверх или вниз), по наклонному желобу.

Сравните результаты, полученные в разных опытах, сделайте выводы.

4. Домашнее задание. Вопрос № 3,4, 5 стр.58 (устно) в учебнике.

• Приведите примеры равномерных и неравномерных прямолинейных движений.
• Могут ли перемещения, которые совершает тело за равные промежутки времени, уменьшаться? Приведите примеры такого движения.
• Какие движения – равномерные или неравномерные чаще встречаются в окружающем мире?

Следующий урок начинается с обсуждения этих вопросов и выводов, полученных при исследовании.

Учащиеся получили важный опыт проводить наблюдения, планировать и проводить эксперименты. Обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц. Объяснять полученные результаты и делать выводы. Произведено наблюдение в физической лаборатории движения тел, изменения координат движущихся тел, зависимости координат тел от выбранной системы отсчета. Проведение измерений: координат тел в разных системах отсчета, координат движущихся тел, промежутков времени. Проведение исследования видов прямолинейного равномерного и неравномерного движения в соответствии с ориентировочной схемой при проведении практической работы.

Литература:

1. Примерные программы основного общего образования. Физика 7-9. Естествознание 5.- М.: Просвещение, 2009.
2. О стандарте второго поколения. – Статья А.А. Кузнецова, «Физика в школе», №2 2009.
3. Курс физики основной школы в стандартах второго поколения. – Статья М.Ю. Демидова, «Физика в школе», №7 2011.
4. Новое в деятельности учителя физики: готовимся к внедрению стандартов второго поколения. – Н.С. Пурышева и др., «Физика в школе», №1 2012.
5. Стандарт второго поколения и школьное физическое образование. Статья С.П. Бабина, «Планирование изучения учебного материала по физике в 8 классе в соответствии с требованиями стандарта к организации образовательного процесса», Курск, 2010.
6. «Физика-Первое Сентября» № 20/2010.
7. Степанова Г.Н. Физика учебник для 7 класса общеобразовательных учреждений. – М.: ООО «Русское слово – учебник», 2013.
8. Программа курса «Физика».7 -9 классы/ авт.-сост. Г. Н. Степанова. – М.: ООО «Русское слово – учебник», 2012.