Организация исследовательской деятельности с УМК Сферы. Физика

Бабасёва Неонилла Петровна,

МКОУ Чулымский лицей,

Новосибирская область, г. Чулым.

УМК «Сферы» по физике.

Организация исследовательской деятельности с использованием УМК «Сферы. Физика».

Одно из требований ФГОС - необходимость внедрения в учебный процесс элементов исследовательской и проектной деятельности учащихся для формирования метапредметных навыков. УМК «Сферы» позволяет преподавать физику пока только в основной школе, где продолжаются вырабатываться умения: ставить цели, формулировать задачи, проводить исследования, анализировать, делать выводы, представлять проект. Как и большинство педагогов использую учебно - исследовательскую практику во время урочной и внеурочной деятельности. Во внеурочное время такие работы готовят чаще всего одарённые дети для участия в различных видах конференций. Организация исследовательской и проектной деятельности вызывает на уроке множество затруднений: прежде всего - это нехватка времени. Часто можно услышать от педагогов «не можем с детьми подобрать темы для таких работ, помогите с выборами тем для исследовательской деятельности».

В своей статье хочу начать с цели работы - описание возможностей УМК «Сферы» для организации учебно-исследовательской деятельности в урочное и неурочное время по физике. Для реализации поставленной цели:

1. Проанализирую содержание УМК «Сферы» по физике и нахождение возможностей его использования для организации исследовательской деятельности в урочное и в неурочное время.

2. Представлю формы работы с учащимися по формированию исследовательской культуры.

3. Опишу свой педагогический опыт использования элементов УМК для организации исследований по физике и способы оценивания результатов деятельности педагога и учащихся.

Содержание курса физики представляет большие возможности учителю для формирования исследовательской культуры обучающихся 7 - 9 классов. Я хочу показать возможности физики и УМК «Сферы» для формирования метапредметных навыков.

Прежде, чем предложить учащимся выполнять какую-либо исследовательскую работу, необходимо познакомить их с общим планом её проведения, обсудить с учащимися необходимость отдельных элементов выполнения, возможность представления защиты, затем следует переходить к практической работе.

УМК «Сферы» представлен достаточно полно, каждый его элемент хорошо дополняет друг друга. Исследовательские работы, представленные УМК, можно разделить на следующие виды:

*Наблюдение физического явления;

*Измерение физической величины;

*Исследование физического явления;

*Изучение зависимости между физическими величинами.

Формы организации работы могут быть различными в зависимости от времени их проведения и желания детей:

*Работа в парах;

*Самостоятельная;

*Групповая.

Место проведения работы:

*На уроке;

* На учебных занятиях элективного курса;

* В домашних условиях.

В каждом учебнике физики 7 - 9 классов имеется раздел «Мои физические исследования», в котором даются рекомендации по его выполнению. Например, в учебнике «Физика - 7» 50 параграфов, 7 экспериментальных заданий. В учебнике «Физика - 8» 59 параграфов, 3 экспериментальных заданий. А учебник «Физика - 9» содержит 57 параграфов и 2 экспериментальных задания.

Предлагаемые работы учебника можно углубить, расширить. Это задание могут выполнить и сами учащиеся, если с ними провести определённую беседу по мотивации. Например, в 7 классе работу по теме «Определение толщины нити с помощью линейки с ценой деления 1мм» можно углубить за счет следующих заданий:

*Работу провести с нитями различной толщины;

*Получить формулу для вычисления толщины нити;

*Установить зависимость прочность нитей от их толщины;

*Составить план выполнения работы, подобрать необходимое оборудование;

*Сделать вывод по результатам проведенного исследования;

*Провести измерения линейками с разной ценой деления;

*Результаты измерений представить в виде d±Δd;

* Какие вычисления будут более точными. Почему?;

* Представь свои результаты в форме защиты с использованием презентации по плану, предложенному учителем.

*В какой области производства возможно применение метода определения толщины нити?

Такие учебно - исследовательские работы являются мини - исследованиями, но они учат детей элементам планирования, методам исследования, оформлению, представлению результатов работы.

Учебники физики УМК «Сферы» - это учебники с современным содержанием, с описанием новых достижений науки. При чтении текста параграфов можно спланировать учителем, возможно, предложить учащимся составить план экспериментального изучения нового материала, провести исследование или подготовить проект. Возможности учебника безграничны. Например, в 7 классе при работе по теме «Изучение явления - капиллярности» обучающиеся получают кейс: «Прочтите информацию в параграфе № 11 на странице 31 в подпункте «Явление капиллярности». Самостоятельно выполните экспериментальную работу по теме № 1. Обратите внимание, у Вас на столе находятся кусочек сахара, мела и чайная чашка с подкрашенной водой. Понаблюдайте явление капиллярности с помощью предложенных тел. Какие исследования можно провести с помощью этих тел? Сформулируйте тему и цель работы. Проведите исследования и сделайте выводы. Экспериментальную работу №2 необходимо выполнить в парах. Проведите исследование бумажных полотенец, туалетной бумаги, хлопчатобумажных полотенец, тряпочек для влажной уборки, салфеток.

По результатам исследования сделать выводы: какие из полотенец являются лучшими для впитывания влаги? Какие из полотенец Вы будете рекомендовать для использования?»

Во время выполнения работы у учащихся могут возникнуть ещё вопросы, например, связанные с ценой, с расходованием материалов, т.е. продолжится поиск ответа на вопрос с точки зрения экономии.

Рассмотрим возможности тетради - практикума УМК на примере тетради для 7 класса. В тетради находится 30 работ, из них обязательными для выполнения в урочное время являются всего 11 работ. Остальные можно выполнять во внеурочное время и в домашних условиях: 15 работ на измерение физической величины; 8 на исследование физического явления; 6 работ на изучение зависимости между физическими величинами.

В тетради 8 класса находится 33 работы: 11 обязательных для выполнения в урочное время и для выполнения во внеурочное время и в домашних условиях (измерение физической величины - 10 работ; исследование физического явления - 19 работ; изучение зависимости между физическими величинами - 4 работы) .

В 9 классе из 31 работы 7 выполняются на уроке и 5 работ на измерение физической величины, 26 на исследование физического явления во внеурочное время и в домашних условиях.

Имеющиеся работы, направленные на определение или изучение физических величин, следует перевести в разряд учебно - исследовательских работ. Например, в «Тетради - практикуме» 8 класса работу «Определение влажности воздуха» можно углубить следующими практико-ориентированными заданиями: измерить влажность воздуха в кабинетах лицея на первом и втором этажах, в кабинетах, расположенных с солнечной и теневой стороны, сравнить полученные значения, сделать вывод. Какие мероприятия следует провести, чтобы комфортно было в каждом кабинете нашего учебного заведения. Сформировать рекомендации для построения зданий: домов, учреждений.

Для учащихся в тетрадях предлагаются работы проектно-исследовательского характера, которые можно использовать в качестве исследовательских работ. Например, «Изготовление «кухонного» гальванического элемента». Учащиеся с удовольствием изготавливают оборудование, проверяют его действие. Проверьте, можно ли использовать апельсин, помидор, картофель и другие овощи и фрукты в качестве источника тока. Какой ток (если он будет) будет протекать в цепи. Почему ток может возникать или не может возникать в цепи с различными овощами и фруктами? Сравните по величине силу тока в цепях с различными источниками тока. Объясните наблюдаемые явления. Подумайте, какие ещё опыты можно провести, используя этот элемент. Могут ли найти применения такие необычные источники электрического тока? Если да, то где и как?

Аналогично для формирования проектно-исследовательских умений можно использовать следующие работы практической направленности:

• «Изготовление «баночного» барометра»;

• «Изготовление «баночного» калориметра»;

• «Изготовление «баночного» электроскопа»;

• «Изготовление «кухонного» гальванического элемента»;

• «Изготовление переговорного устройства»;

• «Бутылочный ксилифон»,

• «Электромагнитная индукция своими руками» и др.

Остается рекомендовать учащимся определить цели, задачи, составить план исследования физических явлений с использованием самодельного оборудования, провести исследования, проанализировать результаты, сделать вывод, представить защиту.

Используя УМК «Сферы» в течение нескольких лет ,пришла к выводу, что тетради-тренажёры можно использовать для организации исследовательской деятельности. Например:

• выполняя задание № 12 на странице 33 (тетрадь - тренажёр, 7 класс), можно изготовить установку, провести эксперименты с целью исследования соотношение масс, плотностей, скоростей шаров.

• Используя стеклянные трубки с резиновым дном, исследовать зависимость давления жидкости на дно сосуда от высоты столба жидкости, от плотности жидкости, от глубины погружения сосуда (задание №3,4 стр. 51, 7 класс).

Можно по данной технологии изучать темы: «Рычаги» ( №1-4, стр 68., 7 класс), «Электрический заряд» (№1-3, стр. 46, 8 класс, №2, стр. 57., 8 класс), «Резонанс» (№14, стр. 25, 9 класс), «Относительность траектории колеблющегося тела» (№2, стр. 27, 9 класс) и т.д.

В лицее у учащихся имеется на руках задачники, которые использую для организации исследовательской работы. В 7 классе в задании № 6.16., стр. 27: выполнив задание по описанию учебника, продолжи исследования по следующим направлениям: меняя уровень воды в стакане, сделайте вывод о зависимости или независимости уровня воды от успешности проведения опыта; меняя вещество (различной плотности), сделайте вывод о зависимости или независимости уровня воды от успешности проведения опыта; меняя в опыте листы : тетрадный лист, лист туалетной бумаги, альбомный лист, лист картона, почтовый открытки - проведите опыты, сделайте выводы, объясните эксперимент. Можно использовать также материалы задачников:

• 8 класс: №2.22 стр. 12, №4.21 стр. 23, №7.4 стр. 36, №7.12 стр. 37;

• 9 класс: №2.9 стр. 10, 2.11 стр. 11, №5.20 стр. 29, №5.37 стр. 32. и т.д.

Тетради-экзаменаторы УМК «Сферы» могут также служить для организации исследовательской деятельности с наиболее успешными учащимися. Более «сильные» учащиеся по физике часто выполняют контрольную работу по теме минут за 30 - 35 минут, остальное время они могут использовать для выполнения экспериментального задания с последующим выводом. Например,

• Задание №2 из проверочной работы № 2, стр. 8 (8 класс);

• Задание № 10 из проверочной работы № 1, стр. 11 ( 8 класс) и др.

В качестве источника информации для организации исследовательской работы использую электронные приложения к учебникам физики. Электронное приложение к учебникам представляет собой один разворот страниц, на которых имеются гиперссылки с текстовым содержанием и с видеороликами опытов, анимации, тренажёр решения задач, тесты для контроля и т. д.

Я использую материал электронного приложения следующим образом: предлагаю учащимся 7 класса повторить и проверить состоятельность эксперимента дома, предложенного электронным приложением (§7, стр.23, первая гиперссылка, первый видеоролик). В мерный стакан налить 100 см³ воды, добавить такой же объём воды. Проверить будет ли составлять общий объём 200 см³ Повторить опыт, смешивая 100 см³ воды и 100 см³ спирта. Проверить: будет ли составлять общий объём 200 см³ . Убедиться в результате опыта и объяснить причину такого результата.

Подобные и удачные, на мой взгляд, материалы приложения, например, экспериментальные доказательства существования атмосферного давления, используя видеоролики, анимации (§34, стр. 89), поставь цель и проведи исследования при использовании одного из эксперимента, расскажи ребятам о результатах своих исследований. Это не единственно возможные материалы электронного приложения, эффективно используемые для формирования исследовательских умений.

В плане применения анимаций явлений и опытов, видеороликов экспериментов эффективнее даже использовать «Конструкторы уроков» УМК «Сферы» по следующей причине: порядок проведения эксперимента и исследования с использованием оборудования располагается в плане одного занятия. Конструктор уроков скачивается и имеется в свободном доступе, учащиеся это выполняют сами. План занятия учитель распространяет между учащимися различными способами.

Руководством для учителя в организации исследовательской деятельности служат «Методические рекомендации по физике в 7 - 9 классах», в которых предлагаются «Технологические таблицы урока» с описанием деятельности учителя и ученика. Предложенные технологические карты помогут учителю в организации урока, рекомендации методиста в организации экспериментальной деятельности в урочное и внеурочное время. Добавив своё творчество, учитель может усилить мотивацию учащихся и организовать следующий виток в формирования исследовательской деятельности.

Успешное формирование исследовательских умений учащихся лицея можно отследить по следующим результатам:

• Увеличение количества участников, победителей научно-практических конференций по физике различного уровня;

• Увеличение качественной успеваемости по предмету;

• Увеличение уровня знаний о мире инженерных профессий;

• Ориентация на реализацию собственных замыслов в реальных социальных условиях;

• Готовность школьников к принятию обдуманного решения в определении дальнейшего образовательного маршрута, окончательного выбора будущей профессии;

• Усвоение основных принципов построения профессиональной карьеры и навыков поведения на рынке труда.

В работе я рассмотрела возможности УМК «Сферы» для организации учебно-исследовательской деятельности в урочное и внеурочное время. При систематическом использовании элементов исследовательской деятельности успешно формируем у учащихся метапредметные навыки, которые помогут им в дальнейшем в выборе профессии, быть успешными в ВУЗе и на производстве.

Список использованной литературы:

1. Материалы вебинара «Организация исследовательской деятельности учащихся при работе с УМК «Архимед» издательства «Просвещение». 05 октября 2016 года.

2. В. В. Белага, И. А. Ломаченков, Ю. А. Панебратцев «Физика. 7 класс.», «Физика.8 класс.», «Физика 9 класса» М.: Просвещение, 20015.

3. Д.А.Артеменков, В.В.Белага, Н.И. Воронцова, И.А. Ломаченков, Ю.А. Панебратцев «Физика. Тетрадь - тренажёр. 7 класс» М.: Просвещение, 2015 г

4. Д.А.Артеменков, В.В.Белага, Н.И. Воронцова, В.В. Жумаев, И.А. Ломаченков, Ю.А. Панебратцев «Физика. Тетрадь - тренажёр. 8 класс», «Физика. Тетрадь - тренажёр. 9 класс» М.: Просвещение, 2015 г.

5. В.В.Белага, Н.И.Воронцов, В.В.Жумаев, И.А.Ломаченков, Ю.А. Панебратцев «Физика. Тетрадь - практикум. 7 класс» М.: Просвещение, 2015 г.

6. Д.А.Артеменков, В.В.Белага, Н.И. Воронцов, И.А.Ломаченков, Ю.А. Панебратцев. «Физика. Тетрадь - практикум. 8 класс», . «Физика. Тетрадь - практикум. 9 класс» М.: Просвещение, 2015 г.

7.В.В.Жумаев «Физика. Тетрадь - экзаменатор. 7 класс», «Физика. Тетрадь - экзаменатор. 8 класс» «Физика. Тетрадь - экзаменатор. 9 класс», М.: Просвещение 2015 г.

8. Д.А.Артеменков, И.А.Ломаченков, Ю.А. Панебратцев. «Физика.Задачник. 7 класс», «Физика.Задачник. 8 класс», «Физика.Задачник. 9 класс» М.: Просвещение, 2015 г.

9. Электронные приложения к учебникам: «Физика. 7 класс.», «Физика. 8 класс.», «Физика. 9 класс.» УМК «Сферы» М.: Просвещение, 2015 г.

10. Конструкторы уроков «Физика. 7 класс.», «Физика. 8 класс.», «Физика. 9 класс.» УМК «Сферы» М.: Просвещение, 2015 г.

11. А.В.Дюндин, Е.В. Кислякова «Физика. Поурочные, методические рекомендации. 7 класс», «Физика. Поурочные, методические рекомендации. 8 класс», «Физика. Поурочные, методические рекомендации. 9 класс» М.: Просвещение, 2014 г.