Формирование метапредметных умений и навыков исследовательской работы при организации практических занятий в ходе изучения элективного курса «Физические модели на железнодорожном транспорте»

«Формирование метапредметных умений и навыков исследовательской работы при организации практических занятий в ходе изучения элективного курса «Физические модели на железнодорожном транспорте»

Содоклад на заседании педагогического совета 2.11.2017 г.

Учитель: Болсуновская Е.В.

Физика – как никакая другая наука – является плацдармом для формирования метапредметных умений и навыков, так как по сути своей является базовой наукой, и в процессе изучения которой изначально заложены принципы современной концепции обучения.

УУД (о которых говорилось выше) представляют собой целостную систему формирования метапредметных умений и навыков, в которой можно выделить  взаимосвязанные и взаимообуславливающие  виды действий:

- коммуникативные – обеспечивающие социальную компетентность,

- познавательные – общеучебные, логические, связанные с решением проблемы,

- личностные – определяющие мотивационную ориентацию,

- регулятивные –  обеспечивающие организацию собственной  деятельности.

В стандартах второго поколения рассматриваются следующие метапредметные результаты обучения физике в основной школе: овладение универсальными  учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей или явлений.

В современной школе предлагается использование новых прогрессивных технологий обучения учащихся, например, развивающее обучение. В практике развивающего обучения изучение физики происходит в процессе осуществления учащимися исследовательской деятельности по решению системы учебных задач и направлено на усвоение теоретических знаний.

В связи с этим в процессе обучения ставятся Основные цели исследовательской деятельности:

1. Развивать у учащихся на материале физики мыслительные действия теоретического типа (ученик должен):

• моделировать физические процессы;

• быть способными выдвигать в ходе преобразования моделей гипотезы и находить способы их проверки через эксперимент;

• уметь вычленять в ходе эксперимента данные и по ним соотносить модель с реальностью,

• обнаруживать проблемы,

• видеть ограниченность своего знания,

• ставить вопросы,

• развивать познавательные интересы.

2. Превращать учащегося в индивидуального субъекта учебной деятельности через разные формы сотрудничества со взрослыми, осуществление различных видов деятельности, разновозрастное сотрудничество с другими школьниками (ученик должен):

• самостоятельно выполнять функции контроля и оценки результатов деятельности,

• быть способным определять содержание очередной учебной задачи и находить способы ее решения, а затем и самостоятельно находить, ставить и решать учебные задачи;

• уметь самостоятельно работать с различными источниками информации.

Содержание учебных действий в курсе физики следующее:

• действие постановки или принятия учебной задачи. К постановке учебной задачи учащиеся приходят при решении практической задачи, требующей поиска нового способа действий. Задача должна казаться на первый взгляд решаемой и лежать в зоне ближайшего развития учащихся. У них должен быть шанс самостоятельно обнаружить новый способ решения. Задача должна давать возможность "схватить " главное отношение, которое ляжет в основание нового способа и нового понятия;

• действие преобразования условий задачи и моделирования;

• решение учебной задачи учащиеся начинают с выделения основных свойств рассматриваемого объекта, замещения его знаковой моделью;

• выполнение эксперимента;

• выход на новую учебную задачу.

Большая часть уроков элективного курса «Физические модели на железнодорожном транспорте» строится на исследовательской деятельности учащихся.

Дидактический аспект концепции изучения курса: учебный материал подается в форме экспериментальных и теоретических исследований. Результатом этих исследований являются:

– исходные факты;
– подтверждение эмпирических законов;
– модельная проверка гипотез;
– теоретические выводы;
– экспериментальная проверка теоретического предвидения.

В эксперименте учащиеся помещают предмет познания реально или мысленно в такие условия, в которых его сущность может раскрыться наиболее ярко, после чего этот предмет становится объектом реальных или мысленных трансформаций. Эксперимент включает этапы планирования, подготовки, проведения, вычленения данных, их анализа. Средством проведения физического эксперимента является прямое и косвенное измерение величин.
Вычленяя данные эксперимента, анализируя их, учащиеся формулируют результаты, рассматривают, подтвердилась ли гипотеза, адекватна ли реальности модель, полученная в ходе преобразования исходной модели. Выявленное несоответствие результатов эксперимента и предсказаний исходной модели ведет к определению границ данной модели, поиску ее преобразования или поиску новой модели, выдвижению новой гипотезы. Выдвижение гипотез, экспериментирование являются важнейшими средствами развития у учащихся мышления и воображения. В свою очередь воображение и творческие способности учащихся способствуют выдвижению гипотез и экспериментированию.

2

«Формирование метапредметных умений и навыков исследовательской работы при организации практических занятий в ходе изучения элективного курса «Физические модели на железнодорожном транспорте»

• Физика – как никакая другая наука – является плацдармом для формирования метапредметных умений и навыков, так как по сути своей является базовой наукой, и в процессе изучения которой изначально заложены принципы современной концепции обучения.

Познавательные

Коммуникативные

Метапредметные умения и навыки

Личностные

Регулятивные

Знаково-символьные

Метапредметные результаты обучения физике:

• В стандартах второго поколения рассматриваются следующие метапредметные результаты обучения физике в основной школе: овладение универсальными  учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей или явлений.

• В практике развивающего обучения изучение физики происходит в процессе осуществления учащимися исследовательской деятельности.
• В связи с этим в процессе обучения ставятся Основные цели исследовательской деятельности:

1. Развивать у учащихся на материале физики мыслительные действия теоретического типа :

• моделировать физические процессы;
• быть способными выдвигать в ходе преобразования моделей гипотезы и находить способы их проверки через эксперимент;
• уметь вычленять в ходе эксперимента данные и по ним соотносить модель с реальностью,
• обнаруживать проблемы,
• видеть ограниченность своего знания,
• ставить вопросы,
• развивать познавательные интересы.

2. Превращать учащегося в индивидуального субъекта учебной деятельности через разные формы сотрудничества со взрослыми, осуществление различных видов деятельности, разновозрастное сотрудничество с другими школьниками :

• самостоятельно выполнять функции контроля и оценки результатов деятельности,
• быть способным определять содержание очередной учебной задачи и находить способы ее решения, а затем и самостоятельно находить, ставить и решать учебные задачи;
• уметь самостоятельно работать с различными источниками информации.

Дидактический аспект концепции изучения курса «Физические модели на железнодорожном транспорте»:

• Учебный материал подается в форме экспериментальных и теоретических исследований.
• Результатом этих исследований являются:
• – исходные факты; – подтверждение эмпирических законов; – модельная проверка гипотез; – теоретические выводы; – экспериментальная проверка теоретического предвидения

Метапредметные умения и навыки

Познавательные

Уметь составить план решения поставленной задачи

Устанавливать причинно – следственные связи

Использовать различные  

источники информации

Метапредметные умения и навыки

Личностные

Давать оценку   физическим величинам

Давать оценку   физическим законам

Объяснять своё отношение к физическим явлениям

Метапредметные умения и навыки

Знаково – символьные

  Использовать наглядные модели (схемы, чертежи, планы)

Преобразовывать объект исследования с помощью формальных языков

Метапредметные умения и навыки

Регулятивные

Уметь работать по плану

Уметь регулировать свою деятельность

Уметь исправлять ошибки

Метапредметные умения и навыки

Коммуникативные

Представлять результаты своей деятельности

Владеть устной речью

Пример организации исследовательской деятельности в ходе изучения элективного курса «Физические модели на железнодорожном транспорте»

1 этап: мотивация исследовательской деятельности

познавательный навык использования различных источников информации и регулятивный навык рациональной организации деятельности.

2 этап: анализ теоретического материала

коммуникативное умение владения устной речью

Скорость грузов при движении по наклонной плоскости зависит от угла ее наклона

3 этап: выдвижение гипотез

Коэффициент трения трения при движении по конвейеру должен быть достаточно большим

познавательный навык установления причинно-следственных связей и личностные умения объяснять свое отношение к физическим законам .

Траектория движения грузов при движении по наклонной плоскости зависит от размера грузов.

4 этап: разработка формальной модели

Знаково-символьные умения Использовать наглядные модели и Преобразовывать объект исследования с помощью формальных языков

познавательный навык составлять план решения поставленной задачи

5 этап: разработка реальной модели

регулятивный навык рациональной организации деятельности.

6 этап: проведение эксперимента

регулятивное умение работать по намеченному плану

Вычленяя данные эксперимента, анализируя их, учащиеся формулируют результаты, рассматривают, подтвердилась ли гипотеза, адекватна ли реальности модель, полученная в ходе преобразования исходной модели .

7 этап: анализ результатов эксперимента

личностные навыки давать оценку физическим величинам и определять границы применимости полученной закономерности

Для уменьшения деформации грузов угол наклона плоскости должен быть 15-25 0

Скорость грузов при движении по наклонной плоскости зависит от угла ее наклона

8 этап: практические выводы

Коэффициент трения трения при движении по конвейеру должен быть достаточно большим

Коэффициент трения поверхности конвейера должен лежать в пределах 0,6-0,8

регулятивное умение исправлять свои ошибки личностные умения объяснять свое отношение к физическим законам .

Для компактного складирования размеры грузов должны составлять не более 5% длины наклонной плоскости

Траектория движения грузов при движении по наклонной плоскости зависит от размера грузов.

9 этап: предъявление результатов исследовательской деятельности

коммуникативный навык предоставления результатов своей деятельности и личностное умение объяснять свое отношение к физическим закона м

Все вышеперечисленные метапредметные умения и навыки, проявляются и продолжают формироваться на уроках физики информатики.

В перспективе:

• Проведение бинарных уроков (с целью доказательства универсальности формируемых учебных действий)
• Применение исследовательской деятельности при решении теоретических задач курса физики.

Проблемы и предложения.

Возникшая проблема.

Предполагаемое решение.

Доказательство универсальности формируемых учебных действий.

Изучение методических материалов по организации и проведению бинарных уроков

Недостаток оборудования.

Рассмотреть возможность налаживания межпредметных связей с предметом «технология» с целью изготовления оборудования для проведения нестандартных исследований.

Недостаточная математическая база при развитии исследовательской деятельности.

Введение факультативного курса высшей математики.