Техники организации исследовательской деятельности

Тумашова Ираида Павловна.
учитель физики,
БМКОУ СОШ № 1,
г. Березовский, Свердловская область
e-mail: i.tumashowa@yandex.ru
ТЕХНИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: исследовательская деятельность учащихся,
проектирование учебного процесса, приемы организации исследовательской
деятельности учащихся на уроках физики, формирование исследовательских
умений учащихся, мотивация к учебной деятельности.
АННОТАЦИЯ. В статье рассматриваются некоторые методы и
приемы организации исследовательской деятельности учащихся на уроках
физики, которые позволят формировать исследовательские умения
учащихся, повысить эффективность усвоения предметного содержания,
развивать мотивацию к обучению и познавательной деятельности,
формировать коммуникативную компетентность в общении со
сверстниками и взрослыми.
Показателем профессионализма педагога может служить формулировка
педагогического кредо «Стараемся не давать информацию в готовом виде.
Работаем так, что обучающиеся сами открывают новое знание». Мы замечаем,
что дети, пришедшие в первый класс, проявляют интерес к учебе. Они ждут
чего-то необычного, готовы вместе с учителем делать открытия. Но, к
сожалению, при переходе из класса в класс, часть детей теряет интерес к учебе.
Не в силах справиться с возрастающей сложностью и насыщенностью
школьной программы, дети просто перестают заниматься, и постепенно
переходят в «разряд» неспособных, отстающих. Педагогу необходимо увидеть
ту «искорку» интереса, мотивации, которая даст толчок в развитии каждого
обучающегося. Как оживить процесс обучения, как создать атмосферу новизны,
сопутствующей поиску и творчеству? Как пробудить у обучающихся тягу к
знаниям?
Кроме того, образование переходит на новый федеральный
государственный
образовательный
стандарт
общего
образования.
Отличительной особенностью нового стандарта является его деятельностный
характер. Именно деятельность, а не просто совокупность неких знаний
определена Стандартом как главная ценность обучения. Важно не просто
передать знания человеку, а научить его овладеть новым знанием, новыми
видами деятельности.
На наш взгляд, наиболее доступной для разрешения вопросов мотивации
школьников к учению, повышению их активности при обучении физике
выступает исследовательская деятельность. Склонность к исследованиям
свойственна всем детям без исключения. Умения и навыки исследования,
полученные в детстве, легко переносятся в дальнейшем во все виды
деятельности.
Психологические
и
методологические
основания
развития
исследовательской деятельности обучающихся разработаны в трудах А.С.
Обухова, Е.С.Дементьева, Н.Г. Алексеева. Роль исследовательской
деятельности учащихся в учебном процессе определена в статье О.В.Лебедевой
[3. c. 113]
В своей статье О.В. Лебедева отмечает, что исследовательские умения
формируются в процессе исследовательской деятельности и выделяет три ее
уровня. На первом уровне исследовательская деятельность (ее элементы)
организуется на уроке. При этом в учебное исследование вовлекаются все
обучающиеся, формируются основные исследовательские умения, которых
требуют образовательные стандарты. Развитие исследовательских умений
происходит на внеурочных формах работы (второй уровень). Самый высокий
уровень (третий уровень)- индивидуальные творческие проекты [3. с. 115]
По мнению А.С.Обухова [5. с.19] под учебно-исследовательской
деятельностью обучающихся понимается деятельность, связанная с поиском
ответа на творческую, исследовательскую задачу с заранее неизвестным
решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для
исследования в научной сфере. Специфика учебной деятельности ученого,
заключается в том, что обучающийся чаще всего осуществляет не весь цикл
исследования, а выполняет лишь отдельные его элементы
И.Я. Лернер [4. с. 25-26] выделяет эти элементы в виде этапов учебного
исследования:
-определение или осознание цели исследования;
-установление объекта изучения;
-постановка проблемы, принимаемой к решению;
-определение предмета исследования;
-выдвижение гипотезы;
-построение плана исследования;
-осуществление намеченного плана;
-проверка гипотезы.
Физика как учебный предмет обладает объективными возможностями для
развития общих исследовательских умений и для становления и развития
личности ученика при его включении в различные виды познавательной
деятельности в учебном процессе.
К познавательным умениям (умения самостоятельно приобретать знания)
относятся: проведение наблюдения и формулировки вывода, построение
гипотезы; самостоятельно ставить эксперимент и на его основе получать новые
знания; объяснение явлений и наблюдаемых фактов на основе имеющихся
теоретических знаний.
К практическим умениям относятся умения пользоваться измерительными
приборами, производить математическую обработку результатов измерений,
решать различные виды учебных задач.
К организационным умениям относятся умения планировать свою
деятельность и правильная организация своего рабочего места во время занятий
и лабораторных работ.
К оценочным умениям относятся умения давать оценку полученным
значениям величин в результате решения вычислительных или
экспериментальных задач, достоверности результатов измерений. Пути
формирования обобщенных умений и навыков обучающихся описаны в работах
А.В.Усовой [6. с.85-90], через использование различных видов
самостоятельных работ и планов обобщенного характера.
Умения, необходимые в решении исследовательских задач: умение видеть
проблемы, умение задавать вопросы, умение выдвигать гипотезы, умение
давать определения понятиям, умение наблюдать, умение проводить
эксперименты.
Для реализации требований, предъявляемых новыми образовательными
стандартами, необходим целостный учебный процесс, в котором обучающиеся
систематически и последовательно включаются в исследовательскую
деятельность.
В нашей школе имеется небольшой опыт организации учебных занятий с
элементами исследовательской работы. Исследовательская деятельность
осуществляется посредством решения исследовательских задач. Каждая задача
решается
посредством
выполнения
определенной
совокупности
исследовательских действий. В первую очередь, учитель должен
конкретизировать, какие исследовательские действия он должен формировать,
исходя из содержания предмета: постановка исследовательских задач,
планирование решения задач, выдвижение гипотез, определение измеряемых
величин и измерительных шкал, сбор исходной информации, проведение
эксперимента, анализ данных, полученных в ходе эксперимента, построение
выводов и обобщений.
В организации исследовательской работы большое значение имеет отбор
учебного материала для исследований, который должен строго соответствовать
основным принципам дидактики: научности, системности, последовательности,
доступности, наглядности, индивидуальному подходу к учащимся в условиях
коллективной работы, развивающему обучению, связи теории с практикой.
При организации исследовательской деятельности решаем следующие
задачи:
1. Обучение учащихся на примере реальных проблем и явлений,
наблюдаемых в повседневной жизни;
2. Обучение приемам мышления: поиску ответов на вопросы, видению и
объяснению различных ситуаций и проблем, оценочной деятельности, приемам
публичного обсуждения, умению излагать и отстаивать свою точку зрения,
оперативно принимать и реализовывать решения;
3. Использование разных источников информации, приемы ее
систематизации, сопоставления, анализа;
4. Подкрепление знания практическими делами, с использованием
специфических физики методов сбора, анализа и обобщения информации.
Рассматриваемый вид деятельности можно организовать на различных
этапах урока, на различных типах уроков, на элективных курсах, во внеурочной
деятельности.
Исследовательская деятельность может быть реализована на любом этапе
обучения физике: при изучении физической теории, при решении задач, при
проведении демонстрационного эксперимента,при выполнении лабораторных
работ. Во внеурочной работе – это интеллектуальные игры, олимпиады,
конференции.
Исследовательская работа учащихся начинается с постановки проблемы,
при этом могут быть реализованы следующие задачи: углубление и расширений
знаний учащихся, привитие вкуса к исследовательской работе, развитие
познавательного интереса, формирование исследовательских умений.
Предметом ученического исследования является «переоткрытие» уже
открытого в науке. Вместе с тем для ученика выполнение исследовательского
задания является познанием еще непознанного. Выделяем следующие
структурные элементы исследовательской деятельности учащихся: накопление
фактов, выдвижение гипотезы, постановка эксперимента, создание теории.
Выделение именно этих основных моментов при организации исследований
учащихся связано с особенностями творческого процесса.
Задания исследовательского характера вызывают усиленный интерес у
учащихся, что приводит к глубокому и прочному усвоению материала. При
традиционной системе обучения учащиеся выполняют практические работы,
но, как правило, с целью закрепления теоретического материала и в
соответствии с предложенной учителем инструкцией.
В рамках исследовательской деятельности учащихся практические работы
можно использовать в качестве источника новых знаний. В этом случае
создается конкретная возможность говорить о субъективном присвоении
знаний, так как теперь самостоятельная работа носит не исполнительский, а
исследовательский характер. Итогом работы на уроке становятся выводы,
самостоятельно полученные школьниками как ответы на проблемные вопросы
учителя. Обучающиеся сами создают знания, как будто бы до них никто этого
не сделал.
На уроках при организации исследовательской деятельности применяем
различные методы и приемы обучения: проблемный метод, исследовательский
метод, эксперимент.
Для развития познавательных интересов в ходе обучения ставим учащихся
в такие ситуации, в которых они вынуждены высказывать предположения,
строить догадки, т.е. создаем проблемные ситуации.
Проблемную ситуацию создаем и с помощью эксперимента. Моделируем
явления, которые невозможно наблюдать непосредственно. Эксперимент
позволяет дать заключение о степени справедливости тех или иных гипотез.
Исследовательские лабораторные работы проводим как индивидуально,
так и в группах. Пример такого урока приведен ниже.
Тема урока: Действие жидкости на погруженное в нее тело. Архимедова
сила (7 класс). Мы считаем, что наиболее эффективным при организации
исследовательской работы на уроке является сочетание фронтальной и
групповой форм работы. Во время объяснения нового материала учащиеся
ставятся в ситуацию исследователя.
Первая учебная проблема: учитель обращается к жизненному опыту
учащихся и дополнительным экспериментам (Вспомним лето. Мы у водоема,
озера. Вы входите в воду, учите плавать своих друзей. Легко ли поддерживать
на воде тело своего друга? Можете ли вы удержать его не в воде, а в воздухе?
Погрузим мяч в воду и уберем руку. Мяч выпрыгивает на поверхность)
Вторая учебная проблема: Всегда ли жидкость действует на погруженное в
нее тело? Опущенный в воду цилиндр из металла тонет. Заметно ли действие
воды на это тело? (Возможно выдвижение гипотез при обсуждении данного
явления).
Учитель демонстрирует обычный опыт по растяжению пружины под
действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде.
В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы.
И теперь учитель предлагает перейти к серьезному научному
исследованию, т.е. выяснить, отчего зависит выталкивающая сила.
Всякое исследование начинается со сбора и обсуждения фактов. Факты
постепенно накапливаются в ходе беседы, когда учащиеся вспоминают
различные явления природы и случаи из повседневной практики. Это помогает
им сформулировать проблему урока выдвинуть гипотезу.
Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит от объема
погруженного тела, от его веса (или массы), от плотности жидкости, от
плотности тела, от глубины погружения, от формы тела. Учителю надо принять
все предположения учащихся, не следует отбрасывать неверные
предположения, ведь каждая из гипотез требует экспериментальной проверки.
В группах учащиеся планируют эксперимент, который позволил бы им
обнаружить связь величин и установить характер зависимости. Каждая группа
предлагает свой план на общее обсуждение, учитель направляет ход дискуссии
– позволяет ли эксперимент достичь цели, не влияют ли какие-то другие
факторы на результат. При необходимости учащиеся группы корректируют
план.
Далее учащиеся снова работают в группах, выполняют эксперимент,
который спланировали. Для этого каждой группе приготовлено оборудование в
соответствии с целью их исследования: динамометр, 2 стакана с водой, тела
одного объема, но разной массы (калометрические тела), поваренная соль,
линейка, тела одинаковой массы, но разного объема, кусочек пластилина, для
определения зависимости выталкивающей силы от формы тела. Учащиеся
самостоятельно исследуют характер зависимости между физическими
величинами, анализируют свои наблюдения, делают выводы.
После завершения эксперимента в классе происходит обсуждение
результатов. Учащиеся строят теорию, т.е. выводят формулу для определения
выталкивающей силы. За теоретическим толкованием формулы может
следовать экспериментальная проверка формулы с помощью опыта с ведерком
Архимеда. В конце урока учащиеся снова анализируют факты, предлагаемые
либо учителем, либо самими учениками, например «На какое из тел действует
большая выталкивающая сила?», «Почему все водяные растения обладают
мягкими, легко сгибающимися стеблями?» и т.д.
Таким образом, цикл научного исследования, на путь которого встали
ученики, оказался замкнутым. На данном уроке каждая группа выполняет часть
общего исследования, затем результаты каждой группы фронтально
обсуждаются и объединяются.
Активность учащихся при проведении данного исследования способствует
осознанию зависимости между конкретным и абстрактным содержанием темы,
между практической и теоретической сторонами деятельности.
В заключении подчеркнем, что внедрение исследовательской деятельности
в учебный процесс позволяет лаконично дополнять и сочетать традиционные
методы преподавания с новыми, объективно оценивать качество обучения по
предмету. Организация исследовательской деятельности – один из способов
раскрыть творческие способности учащихся, который позволяет осуществлять
обучение на новом качественном уровне.
Литература
1.Алексеев Н.Г., Леонтович А.В. Критерии эффективности обучения
учащихся исследовательской деятельности [Текст] / Н.Г.Алексеев, А.В.
Леонтович // Развитие исследовательской деятельности учащихся:
Методический сборник. М.: Народное образование, 2001. 272с.
2.Дементьева Б.С. Формирование исследовательских экспериментальных
умений учащихся основной школы при выполнении домашнего физического
эксперимента [Текст]: Автореф. дис….канд. пед. наук. МПГУ, М., 2010. 26с.
3.Лебедева О.В. Принципы организации исследовательской деятельности в
учебном процессе по физике в средней школе[Текст] / О.В. Лебедева //Наука и
школа. 2012. N4, с 113-116.
4.Лернер И.Я. Проблемное обучение [Текст] / И.Я. Лернер. - М.: Знание.
1974. 64с
5.Обухов А.С. Исследовательская позиция и исследовательская
деятельность: что и как развивать [Текст] / А.С. Обухов // Исследовательская
деятельность школьников, 2003.N4, с18-23
6.Усова А.В. Формирование учебно-познавательных умений у учащихся в
процессе изучения предметов естественного цикла: Пособие для
студентов[Текст] / А.В, Усова - Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2002.