Формирование познавательной самостоятельности учащихся на уроках физики через проектную деятельность с использованием информационных технологий.

Шабунина О.В.

Осуществляемая в стране реформация школы направлена на то, чтобы привести содержание образования в соответствие с современным уровнем научного знания, подготовить учащихся к труду в условиях ускорения НТП, авангардные рубежи которого определены как электронизация народного хозяйства, ускоренное развитие атомной энергетики и безотходных технологий. Достижения НТП – это результат, прежде всего, фундаментальных физических исследований в областях ядерной физики и энергетики, твердого тела и полупроводниковой микроэлектроники, квантовой и лазерной техники. Поэтому электроника и вычислительная техника становятся компонентами содержания обучения физике, математике, астрономии и другим естественным наукам, средствами оптимизации и повышения эффективности учебного процесса.

Вычислительная техника, фундаментальным базисом которой служит физика, находит широкое применение в преподавании последней не только как средство, моделирующее математическими методами физические процессы и явления, но и как современное средство наглядности в сочетании ее абстрактно-логической стороны с предметно-образной, как средство математической обработки результатов демонстрационного эксперимента и лабораторных работ, контроля и самоконтроля знаний учащихся.

Мой опыт использования вычислительной техники на уроках физики показал, что компьютер помогает готовить задания, соответствующие уровню, темпу обучения и стилю каждого ученика. Компьютер открывает новые пути в развитии мышления, предоставляя новые возможности для активного обучения. С помощью компьютера проведение уроков, выполнение упражнений, лабораторных работ становится более эффективным, а огромный поток информации – легкодоступным. Использование компьютера на уроках также помогает реализовать принцип личной заинтересованности ученика в усвоении материала и другие принципы развивающего обучения.

На сегодняшний день большинство из всевозможных Интернет-ресурсов и электронных учебных изданий и библиотек, посвященных физике и астрономии, обеспечивают доступ к информации самого разного уровня. Однако наличия одной информации недостаточно, так как в этом случае мы опять возвращаемся к информационно-рецептурному обучению, в ходе которого учащийся в основном пассивен, пусть даже он проявляет интерес к тому, что ему сообщается.

Для формирования и развития познавательной самостоятельности необходимо, чтобы благодаря применению информационных технологий в процессе изучения физики интересен был не только объект познания, но и чтобы сам процесс получения знания об этом объекте стал увлекательным и значимым для ученика. Именно поэтому для развития творческих способностей, познавательной самостоятельности учащихся, по мнению многих учителей нашего коллектива, особенно подходит метод проектов.

В основу метода проектов положена идея о направленности учебно-познавательной деятельности на результат. Внешний результат можно будет увидеть, осмыслить, применить на практике. Внутренний результат – опыт деятельности – станет бесценным достоянием, соединяющим знания и умения, компетенции и ценности.

Проект – это совокупность «шести П»: проблемы – проектирования – поиска информации – получаемого продукта – его презентации – портфолио.

Метод проектов способствует возникновению и развитию активного взаимодействия между педагогом, его учениками и средствами информационных технологий. В основу метода положена самостоятельная целенаправленная деятельность учащихся. Несмотря на то, что исследование носит учебный характер, при его организации используются общепринятые в науке методы познания. К общенаучным методам относятся аналогия, наблюдение и опыт, анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование, конкретизация.

Различают несколько видов проектов.

Информационные поисковые проекты предполагают сбор и анализ информации, подготовку и защиту доклада, реферата.

Исследовательские нацеливают учащихся на глубокое изучение проблемы, выдвижение гипотез, защиту собственных путей их решения.

Продуктивные дают возможность школьникам проявить творческое воображение и оригинальность мышления при создании газеты, видеофильма, плаката, рисунка и т.д.

Драматизационные создают условия для игрового моделирования.

Практико-ориентированные направляют действия учащихся на решение реальных проблем.

Проекты бывают монопредметные, межпредметные и внепредметные. Монопредметный проект может выполняться на уроке; межпредметные и внепредметные осуществляются в течение одного или нескольких уроков, нескольких дней или недель.

Работа над проектом проходит следующие этапы:

запуск проекта,

планирование работы,

определение уровня готовности к поисковой работе,

сбор информации,

структурирование информации,

обмен информацией,

оформление результатов работы,

экспертиза проекта: рецензирование,

защита,

рефлексия.

В процессе выполнения проекта школьники овладевают системой проектировочных умений и приобретают новое интеллектуальное качество – способность учиться на собственном опыте и опыте других.

В своей работе метод проектов я использую не первый год. На мой взгляд, этот метод является перспективной формой учебной деятельности, особенно если умело использовать широкие возможности информационных технологий.

В процессе работы над проектами ребята ведут поиск необходимой информации (в том числе в сети Интернет), используют программы моделирования, которые включают учащегося в мир науки и техники, недоступный ему на школьной скамье. Например, позволяют «увидеть» механизмы взаимодействия, наглядно в виде имитационных моделей воспроизводят те или иные учебные опыты на экране дисплея. Учащиеся осуществляют анализ и обработку собранного материала, привносят что-то свое в решение проблемы, воплощают собственные идеи. Сначала в проектной деятельности мы использовали готовые программы, чуть позже, по мере освоения офисных технологий, сами стали создавать свои программы.

Первый проект был выполнен учащимися 10 «а» кл (два года назад, в первый год экспериментальной работы школы). Это был межпредметный проект по теме «Тепловые двигатели и их применение на транспорте». Итог этой творческой работы был воплощен в презентации транспортных компаний. Если говорить об этой работе, надо отметить хороший подбор теоретического и исторического материала, анализ и сравнение возможностей и перспектив использования тех или иных тепловых двигателей в различных видах мирового транспорта: автомобильном, морском, авиационном и железнодорожном. Работа содержала большое количество рисунков, схем, фотографий, диаграмм, использовались мультимедиа вставки.

Интегрированный урок с таким названием был проведен в 10 а классе по теме «Тепловые двигатели и их применение на транспорте. Охрана окружающей среды». Готовили его задолго. Сгруппировали из учеников 4 «транспортные компании» (железнодорожную, автомобильную, авиационную и морское пароходство) и «партию зеленых» (экологи, журналисты). Освещение работы всех «компаний» на уроке вел «пресс-центр». Каждая «компания» готовила свой электронный проект - презентацию по следующему плану:

1) придумывает рекламу, в которой отражаются ее название, история создания теплового двигателя, значение и перспективы развития данного вида транспорта (содержание этой рекламы составляет основу представления компании на уроке-презентации ее президентом);

2) подбирает соответствующие рисунки моделей, схемы устройства двигателей, мультимедиавставки для объяснения главными конструкторами компаний устройства и принципа действия тепловых двигателей – ДВС, турбины, реактивного двигателя;

3) собирает информацию о географии использования своего вида транспорта, его технико-экономических особенностях, перспективах развития, строит диаграммы грузоподъемности, объема перевозок, себестоимости; об этом на уроке рассказывает, используя карту «Транспорты мира», коммерческий директор компании.

«Партия зеленых» приводит данные об экологии атмосферы и окружающей среды, формулирует вопросы к членам транспортных компаний.

В ходе работы над проектом каждая компания готовила «продукт» в электронном варианте, который представила в ходе защиты проекта.

Далее следовали конкурсы:

сл. № 7

«изобретателей»: создать простейший тепловой двигатель и дать его экологическую оценку (оборудование: тонкостенный стакан, спиртовки, капелька анилиновой кислоты, колба, изогнутая стеклянная трубка, подвижное колесо с лопастями на оси, «пустотелое» яйцо на нити);

«специалистов по внешнеэкономическим связям»: показать на карте и назвать: самый большой аэропорт мира; пролив, по которому проходит наибольшее число судов ежедневно; крупнейшие морские порты Европы и их грузообороты; страну, обладающую самым большим автомобильным парком;

«кроссвордов»: команды обмениваются заранее подготовленными кроссвордами и работают над ними.

Работа над проектом не была простой, ребята столкнулись с трудностями, не всем удавалось справиться с большим объемом информации. Возникли проблемы и с оформлением отчета, немногие владели навыками работы на компьютере.

Время шло, и по мере освоения ребятами офисных приложений, компьютерной графики и ресурсов Интернет, они овладевали новыми технологиями.

Следующий их проект - «Электрический ток в различных средах» уже отличался содержательностью, компактностью, оригинальностью оформления, но, главное, в этой работе появилась первая программа, созданная самими учениками.

При малом количестве учебных часов, отводимых на тему «Электрический ток в различных средах», я пришла к необходимости создания проекта, в котором материал был бы сгруппирован по основным носителям электрического заряда. Такой проект был создан учащимися 11 а класса. Материал темы был разбит на блоки, каждый такой блок включил в себя всю необходимую информацию о природе и особенностях проводимости каждой среды с точки зрения электронной теории, а так же в нем содержится материал о практическом применении данного вида проводимости. Выполненный на электронном носителе, представленный материал обладает большой визуальной информацией: в виде двигающихся моделей, воспроизводящих механизмы проводимости (использовалось математическое моделирование процесса), графиков вольтамперных характеристик, схем и рисунков приборов. Каждый блок сопровождается проверочными тестами разного уровня, что дает возможность дифференцированного контроля знаний учащихся. Работа с этим материалом может варьироваться, его можно использовать как подспорье для лекций, так и для самостоятельной работы по теме, а также для контроля знаний.

В прошлом учебном году к работе в этом направлении я привлекла учащихся 9–х классов. Они подготовили и с успехом защитили монопроекты по теме «Электромагнитные взаимодействия» (в рамках повторения и обобщения темы «Взаимодействие тел»). При подборе материалов использовались не только традиционные источники, но интернет-ресурсы, компьютерные энциклопедии, обучающие программные продукты: «Открытая физика», «Живая физика» и т.д. Эти работы отличались от первых и способом подачи материала, и наличием заданий, задач и экспериментальных работ, при выполнении которых достигается хороший уровень понимания и усвоения материала по данной теме, т.е. имеется обратная связь. В работах присутствовали анимация, компьютерная графика, математическое моделирование, компьютерная обработка результатов лабораторного эксперимента.

Само собой получилось, что работа одного из учащихся 9 «б» кл. Колбина Дмитрия вылилась в индивидуальный проект: он подготовил по этой теме игровой вариант тестов. При изучении в 9 классе темы «Электромагнитное поле» предложила им новый вид проекта – продуктивный. Для ребят данная тема оказалась трудной: понятие линий магнитного поля, их картина и направление никак не укладывались в их сознании. Проведя фронтальный эксперимент по наблюдению спектра магнитного поля различных видов постоянных магнитов, магнитного поля прямого тока и соленоида, я предложила им выполнить необычное домашнее задание, где они представили бы решение различных ситуаций с помощью возможностей компьютера, причем они должны были продумать «подсказку», позволяющую выполнить задачу правильно. Примерные варианты заданий они получили, но работа им понравилась настолько, что они потом сами придумывали новые условия задач.

Если первые проекты были информационно-поисковыми с элементами исследований, в этом году меня заинтересовали исследовательские проекты. На одном из уроков в 9 классе, повторяя материал о равноускоренном движении и свободном падении, я задала вопрос: «Как при помощи линейки измерить время (!) реакции человека?». Вопрос удивил и заинтересовал учащихся. «Знаете ли вы, что такое время реакции человека, что реакция зависит от возраста, тренированности и самочувствия человека… Время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов. Значит, надо как-то измерить время реакции при помощи линейки». Проблема обозначена, запуск проекта произошел. На следующем уроке ребята предлагали различные способы решения поставленной проблемы. Поиск путей разрешения проблемы оказался сложным, многие не акцентировали свое внимание на предложенной линейке, и предлагали определить время по быстроте сокращения мышц руки в результате небольшого электрического разряда и т.п. Пришлось обсуждение приблизить к кинематике ускоренного движения, повторив, что такое равноускоренное движение и каким является движение при свободном падении? Тогда они сообразили, что свободно падающая линейка движется равноускоренно с ускорением свободного падения , значит, если ее будут отпускать, держа у верхнего края, а испытуемый должен будет среагировать на момент начала движения линейки и поймать её, то это время и будет быстротой реакции. Оставалось только связать время с расстоянием, которое проходила линейка при свободном падении, прежде чем ее поймает испытуемый. Вспомнили уравнение перемещения при свободном падении и выразили время. В результате принцип устройства приспособления для измерений был выяснен. За этим последовало выполнение всех этапов работы над проектом. Каждая из групп выбирала свое направление: исследование быстроты реакции в зависимости от возраста, внешних условий и других факторов.

На вопрос «Чему удалось научиться в ходе работы над проектом?» практически все учащиеся отвечали: правильно распределять время, анализировать собственные действия, презентовать результаты своего труда, доводить начатое до конца, достигать поставленной цели, рассматривать проблему с разных точек зрения. При этом ребята не только самостоятельно углубляют и расширяют знания по теме, но и активно мыслят, привлекают для решения проблемы ранее полученные знания, используют синтез, анализ, обобщение, делают выводы. Все это способствует эмоциональному удовлетворению и самоутверждению в глазах окружающих.

Убеждена, что широкие возможности компьютерных технологий позволяют проводить уроки творчески, сделать их увлекательными и современными. Но главное, они помогают развивать творческий потенциал учащихся.

eww

2004-12-03T17:42:00