Использование технологии функциональной дифференциации в инклюзивном образовательном процессе на уроках физики

В настоящее время каждый ребенок с ограниченными возможностями здоровья имеет право получать качественное образование вместе со здоровыми сверстниками, что позволяет им не только получить учебную информацию, но и социализироваться в обществе. Осуществить этот подход позволяет инклюзивное образование - обеспечение равного доступа к образованию для всех обучающихся с учетом разнообразия особых образовательных потребностей и индивидуальных возможностей [1]. Оно предусматривает совместное обучение и воспитание, включая организацию совместных учебных занятий, досуга, различных видов дополнительного образования лиц с ограниченными возможностями здоровья и лиц, не имеющих таких ограничений [2].

На современном этапе наиболее актуальны такие приёмы и методы обучения, которые формируют у школьников умения самостоятельно добывать новые знания, собирать необходимую информацию, выдвигать гипотезы, делать умозаключения и выводы. Общая дидактика и частные методики в рамках предмета «Физика» призывают решать проблемы, связанные с развитием у школьников умений самостоятельности и саморазвития. Одним из методов, предусматривающих самостоятельное усвоение учебного материала школьниками, в том числе с ОВЗ, является метод проектов.

Включение школьников с ОВЗ в процесс выполнения исследования или проекта позволяет овладеть исследовательскими, оценочными, информационными, презентационными, рефлексивными умениями и компетенциями. Исследовательские умения включают в себя умения выдвигать идеи, выбирать лучшее решение. Оценочные – оценивать ход и результат своей деятельности и деятельности других людей. Информационные умения включают умения самостоятельно осуществлять поиск необходимой информации. Презентационные – выступать перед аудиторией, использовать различные наглядные средства, отвечать на вопросы. Рефлексивные умения позволяют адекватно выбирать свою роль в коллективном исследовании, проекте, оценивать свою деятельность.

Приведём фрагменты урока физики в 11 классе по теме «Освещённость» с использованием технологии функциональной дифференциации (организации работы в группах с распределением функций, когда каждый ученик вносит вклад в общий результат)

1) Работа с таблицей в парах.

Учитель: даёт задание для работы в парах: используя ресурсы сети Интернет, определить величину освещённости вблизи земли и заполнить таблицу «Некоторые значения освещённости поверхности вблизи земли». Например: солнечными лучами в полдень на средних широтах, солнечными лучами на открытом месте в пасмурный день, солнечными лучами в светлой комнате вблизи окна, на улице при искусственном освещении, от полной Луны, от звездного неба в безлунную ночь.

Учащиеся заполняют таблицу, анализируют результаты.

2) Практическая работа в группах по 4 человека.

Учитель (выключает свет в кабинете, включает электрический фонарик, подносит его к раскрытой тетради): Наверное, все вы видели шпионские фильмы. Представьте: какой-нибудь герой при свете слабого карманного фонарика внимательно просматривает документы в поисках необходимых «секретных данных». Вообще, чтобы читать, не напрягая глаз, нужна освещенность не меньше 30 лк, а это немало. И как наш герой добивается такой освещенности?

Учащиеся высказывают гипотезы.

Учитель предлагает образовать группы по 4 человека (повернуться к учащимся за соседнюю парту) и выполнить практическую работу с использованием электрического фонарика с целью проверки гипотез и определению факторов, влияющих на освещённость.

Учащиеся обсуждают проблему в группах, выполняют эксперименты, формулируют выводы:

• Во-первых, он подносит фонарик как можно ближе к документу, который просматривает. Значит, освещенность зависит от расстояния от источника света до освещаемого предмета.
• Во-вторых, он располагает фонарик перпендикулярно к поверхности документа, а это значит, что освещенность зависит от угла, под которым свет падает на поверхность.
• В-третьих, для лучшего освещения он просто может взять более мощный фонарик, так как очевидно, что с увеличением силы света источника увеличивается освещенность.
• В-четвёртых, освещённость зависит от прозрачности среды, в которой распространяется свет, проходя от источника до поверхности.

3) Практическая работа в парах по определению зависимости освещённости от расстояния до источника света с использованием датчика освещённости цифровой лаборатории RELAB.

Учитель предлагает выполнить практическую работу в парах, по определению зависимости освещённости от расстояния до источника света с использованием датчика освещённости цифровой лаборатории RELAB.

Учащиеся обсуждают в парах ход выполнения практической работы, проводят измерения освещённости, обобщают результаты эксперимента. В работе используют датчик освещённости (S), входящий в состав мультидатчика Point ФИЗ-1.

Учащиеся выполняют работу по готовому описанию в следующем порядке:

1. В лапке одного штатива в вертикальном положении закрепляют электрический фонарик.

2. В лапке другого штатива вертикально закрепляют мультидатчик Point ФИЗ-1 (датчик освещённости направляется на лампу фонарика).

3. С помощью кабеля подключают мультидатчик Point ФИЗ-1 к USB разъёму ноутбука.

4. Датчик освещённости располагают на расстоянии 10 см от электрического фонарика с использованием линейки. Включают электрический фонарик и запускают программу измерений Relab Lite кнопкой «Пуск». Фиксируют значение освещённости (величины светового потока, приходящейся на единицу площади освещаемой поверхности) по показаниям датчика.

5. Увеличивают расстояние между электрическим фонариком и датчиком освещённости в два раза (до 20 см), в три раза (до 30 см). И в каждом случае фиксируют значение освещённости по показаниям датчика.

6. Результаты измерений заносят в таблицу «Зависимость освещённости от расстояния до источника света» (таблицу стоят самостоятельно).

7. Делают вывод: освещённость обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до датчика освещённости (при увеличении расстояния в 2 раза освещённость уменьшается в 4 раза; при увеличении расстояния в 3 раза освещённость уменьшается в 9 раз).

Учитель обобщает результаты экспериментов: Таким образом, экспериментально установлено, что освещённость прямо пропорциональна силе света I источника и обратно пропорциональна расстоянию R от источника до поверхности, поэтому если поверхность расположена перпендикулярно к направлению распространения света от точечного источника и свет распространяется в чистом воздухе, то освещенность можно определить по формуле:

E = I/R²,

где I - сила света источника, [кд],

R - расстояние от источника света до поверхности, [м].

Учащиеся записывают формулу расчёта освещённости в тетради.

4) Решение задачи на применение знаний в незнакомой ситуации (коллективная исследовательская работа).

Учитель ставит проблему: Общепризнанно, что естественное освещение является наиболее благоприятным для человека, как в физиологическом, так и в психологическом плане. Но производственная деятельность человека не укладывается в рамки светового дня, поэтому используется сочетание искусственного и естественного освещения. Один из главных вопросов при создании различных видов освещения (интерьерного, архитектурного, ландшафтного, уличного, промышленного) - выбор правильного направления света с учётом кривых освещённости.

В быту используются электрические лампы накаливания: обычные и галогеновые. В литературе подробно рассмотрены теоретические вопросы о лампах накаливания: раскрыты понятие, конструкция, разновидности, номенклатура, история изобретения, принцип работы, производство, преимущества и недостатки использования. Возникает вопрос: зависит ли освещённость лампы от направления излучения, и каким образом можно повысить качество освещения помещений?

Предлагает образовать группы по 4 человека (повернуться к учащимся за соседнюю парту). Озвучивает эпиграф к практической работе «Одна свеча избу лишь слабо освещала; зажгли другую – что ж? Изба светлее стала. Правдивы древнего речения слова: Ум хорошо, а лучше два».  

Даёт задание провести коллективное исследование «Определение освещённости вокруг разных ламп накаливания (прозрачной, матовой, галогеновой) с использованием датчика освещённости цифровой лаборатории RELAB». Координирует деятельность групп. Опрашивает все группы, демонстрирует результат коллективного исследования на интерактивной доске.

Учащиеся: Выдвигают гипотезы, обсуждают план проведения исследования, проводят учебное исследование, анализируют полученные результаты. Ученики 1 ряда определяют освещённость вокруг прозрачной лампы накаливания; ученики 2 ряда определяют освещённость вокруг матовой лампы накаливания; ученики 3 ряда определяют освещённость вокруг галогеновой лампы накаливания.

Учащиеся определяют порядок проведения работы:

1. Измерить освещённость вокруг электрической лампы накаливания (прозрачной, матовой, галогеновой) с использованием датчика освещённости.

- С помощью скотча закрепить оптический диск диаметром 26 см на одном штативе.

- В центр оптического диска поместить лампу накаливания (1 ряд - прозрачную; 2 ряд – матовую, 3 ряд – галогеновую) мощностью 60 Вт и закрепить её в лапке того же штатива, что и оптический диск.

- В лапке другого штатива закрепить датчик освещённости в положении 00 в полярной системе координат.

- С помощью кабеля подключить датчик освещённости к USB разъёму ноутбука.

- Включить лампу и запустить программу измерений Relab Lite кнопкой «Пуск» в течение 30 с.

- Зафиксировать значение освещённости (величины светового потока, приходящейся на единицу площади освещаемой поверхности) по показаниям датчика.

- Снять показания датчика освещённости через каждые 20^o до 340^o, делая один полный оборот. Результаты измерений занести в таблицу.

- Проанализировать полученные результаты.

2. Построить кривую распределения освещённости разных ламп в полярной системе координат.

- Открыть файл текстового редактора Word «Полярная система координат» и проградуировать радиальные координаты полярной системы координат в люксах.

- По радиусам отметить показания датчика освещённости при различных его положениях через каждые 20^o от 0^o до 340^o через один полный оборот.

- Проанализировать полученные результаты.

Обсуждение результатов коллективного исследования:

• Во-первых, относительно вертикальной оси освещённость прозрачной лампы и галогеновой лампы накаливания ассиметричная. Для матовой лампы накаливания освещённость относительно вертикальной оси симметричная.
• Во-вторых, прозрачная лампа накаливания светит преимущественно в стороны и для неё характерна широкая кривая освещённости. Матовая лампа накаливания имеет равномерное распределение светового потока в пространстве и для неё характерна средняя кривая освещённости. Галогеновая лампа накаливания светит вниз на горизонтальную поверхность и для неё характерна узкая кривая освещённости.

Вокруг разных электрических ламп кривая распределения освещённости имеет разную форму: кривая освещённости прозрачной лампы накаливания широкая, матовой лампы накаливания – средняя, галогеновой лампы накаливания – узкая. Таким образом, выдвинутая гипотеза справедлива.

Выработка рекомендаций по использованию разных ламп накаливания:

Прозрачные лампы накаливания с широкой кривой освещённости лучше подойдут для общего освещения помещений с низкими потолками и создают хорошую освещённость вертикальных и наклонных поверхностей, обеспечивая равномерное распределение света.

Матовые лампы накаливания со средней кривой освещённости лучше применять для создания общего освещения с мягкими световыми переходами, достаточной насыщенностью светом, умеренной контрастностью и сбалансированным распределением яркости в помещениях с обычной высотой потолков.

Галогеновые лампы с узкой кривой освещённости лучше применять в помещениях с высокими потолками, так как они обладают высокой контрастностью, направленностью, резкими тенями, экономичностью. Они подойдут для освещения горизонтальных поверхностей и для акцентированной подсветки картин, скульптур. Для того чтобы смягчить освещение, лучше использовать светлую отделку помещения, в том числе и пола.

Приведём фрагменты урока физики в 7 классе по теме «Плотность вещества» с использованием технологии функциональной дифференциации

На этапе урока «Актуализация знаний» учитель обращает внимание учащихся на то, что нас окружают различные вещества, в том числе те, которые мы употребляем в пищу. Плотность употребляемых продуктов питания мы можем охарактеризовать качественно. Возникает проблема: как же её рассчитать? Предлагает образовать группы по 4 человека (повернуться к учащимся за соседнюю парту), применить старые знания в новой ситуации. Выдает каждой группе лоток с оборудованием, содержащим твёрдый продукт питания прямоугольной формы в упаковке с указанием на ней массы (2 шт.); линейку (2 шт.); микрокалькулятор (2 шт.); заготовку таблицы «Плотности некоторых продуктов питания» (4 шт.) и предлагает провести коллективное исследование «Определение плотности некоторых продуктов питания». Координирует деятельность групп. Опрашивает все группы и записывает полученные результаты в таблицу на доске, демонстрируя результат коллективного исследования.

Учащиеся обсуждают проблему в группах, выдвигают гипотезы. Обсуждают гипотезы между группами. По обдуманному плану определяют плотность предложенных продуктов питания (масса вещества указана на упаковке; объем определяют умножением длины, ширины и высоты упаковки; погрешностью при измерениях пренебрегают; плотность рассчитывают делением массы на объём с помощью микрокалькулятора, переводят единицы измерения плотности в систему СИ). Расчеты отражают в тетради.

По просьбе учителя представители каждой группы озвучивают полученные результаты, заполняют заготовку таблицы «Плотности некоторых продуктов питания».

Плотности некоторых продуктов питания

На этапе урока «Решение задач на применение знаний в незнакомой ситуации» учитель предлагает продолжить работу в парах по составленной таблице. Озвучивает задание № 1 творческого характера: Составить как можно больше качественных задач, пользуясь данными таблицы «Плотности некоторых продуктов питания». Координирует взаимодействие групп при обсуждении результатов работы.

Учащиеся работают с таблицей в группах, анализируют её данные, сравнивают, делают выводы, конструируют качественные вопросы и ответы на них. Задают вопросы другим группам, отвечают на вопросы других групп.

Возможные качественные задачи:

- Какой из указанных продуктов питания имеет наибольшую плотность?

- Какой из указанных продуктов питания имеет наименьшую плотность?

- Какие из указанных продуктов питания имеют одинаковую плотность?

- Что означает, что плотность … вещества рана … кг/м3?

- На сколько различаются плотности …продуктов питания?

- Во сколько раз различаются плотности … продуктов питания? и т. д.

Учитель предлагает задание № 2 творческого характера: Пользуясь данными таблицы «Плотности некоторых продуктов питания», составить и оформить в тетради расчетную задачу. Координирует взаимодействие групп при обсуждении текстов задач. Учащиеся работают с таблицей в группах, производят поиск, оценку, отбор данных, формулируют условие расчетной задачи и решают её в тетрадях. Озвучивают тексты задач. Выбирают наиболее интересную задачу.

Приведём фрагмент урока физики в 11 классе по теме «Магнитное поле и его свойства» с организацией работы в группах с распределением функций между учениками

Учитель: Предлагает образовать группы по 4-5 человек (повернуться к учащимся за соседнюю парту). Даёт задание провести коллективное исследование «Изучение спектров магнитных полей прямого тока, витка с током и соленоида». Координирует деятельность групп.

Учащиеся: Выполняют задание. Получают и наблюдают спектры магнитных полей. Делают записи в тетради.

Учитель: опрашивает все группы. Представители каждой группы представляют полученные результаты на интерактивной доске, демонстрируя результат коллективного исследования. Показывают на доске схематическое изображение магнитных линий прямого тока, витка с током и соленоида.

Организация работы в группе предполагает полную включенность ученика на ос­нове понимания его возможностей. В такой группе кто-то берет на себя функции лидера, кто-то выполняет определенные задания, кто-то следит за временем работы, кто-то ищет необходимую информацию, кто-то предоставляет материал другим группам. Основным критерием эффективности групповой работы на уроке в инклюзивном классе становится не ориентация на успех — «кто больше и лучше», а ориентация на согласованность, взаимовыручку, поддержку, совместное принятие решений, выработку компромиссных решений по выходу из ситуаций. Эти же критерии становятся ведущими не только на уроках, но и на внеклассных, общешкольных мероприятиях, постепенно приводя к изменению уклада в школьном коллективе.

Совместная проектная деятельность позволяет создать открытое образовательное пространство для детей с ОВЗ, решить их проблемы, не ограничивая самостоятельность, а расширяя возможности. Здоровым же детям совместное обучение со сверстниками с ОВЗ позволяет развить толерантность и ответственность – качества, столь необходимые на сегодняшний день.

Список литературы

1. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации»: текст с изменениями и дополнениями на 2019 г. – Москва: Эксмо, 2019. – 224 с.

2. Педагогика и психология инклюзивного образования: учебное пособие /Д.З.Ахметова, З.Г.Нигматов, Т.А.Челнокова, Г.В.Юсупова и др.; под ред. Д.З.Ахметовой. – Казань: Издательство «Познание» Института экономики, управления и права, 2013. – 204 с.