Марафон-2005
С.Ю.Закурдаева,
ЦО № 548 «Царицыно», г. Москва
mail@mhs548.ru
Формирование исследовательских умений
Счастье не в том, чтобы делать всегда то, что хочешь, а в том, чтобы всегда хотеть то, что делаешь.
Современный афоризм
В современной школе, по моему мнению, важнейшее место должны занимать общеучебные умения исследовательского, аналитического характера, умения работать с информационными ресурсами (научно-популярными изданиями, мультимедийными и интернет-ресурсами). С этой точки зрения одна из целей учителя физики – создание и использование эффективных методов работы в материальной и информационной среде.
В своей педагогической деятельности я пришла к мысли, что, не исследовав и не разобрав проблему на «части», невозможно понять её суть. Следовательно, формирование исследовательских умений школьников должно стать задачей преподавателя. В настоящее время большое внимание уделяется программе создания технологии портфолио. Изменяется роль олимпиад, их вес возрастает, равно как и вес публикаций, иных учебных достижений, сопровождающих ученика в период обучения в школе. Недавнее исследование PISA (The Programme for International Student Assessment – программа исследования образовательных достижений) показало, что наши школьники, сталкиваясь с непривычными по форме заданиями, либо пытаются реализовать их привычными методами (как учил учитель), либо просто отказываются от попыток решить. Это ставит под сомнение уровень компетентности наших школьников, способность их результативно действовать, в том числе и в новых ситуациях. Мы прекрасно осознаём, что деятельность без знания или без инструментария, позволяющего добывать или создавать знания невозможна и бессмысленна, поэтому знания должны быть фундаментальными. Какие же возможности даёт нам школа для развития современного человека?
Главное – это проектно-исследовательская деятельность учащихся. А она и оказывается самой сложной. Учащийся должен провести эксперимент: выполнить необходимые наблюдения и измерения, зафиксировать их, оценить точность измерений; проанализировать полученные результаты, сформулировать выводы. Осмыслив итоги эксперимента с точки зрения достижения цели исследования, наметить направления последующего исследовательского поиска. Эксперимент может революционизировать систему научного знания, послужить толчком для создания новых технологий обучения, как, например, метод проблемного подхода к изучению нового материала. Это даёт возможность сформировать у учащихся активное восприятие темы и получить полное представление о деятельности исследователя на различных этапах его экспериментальной работы. Формы организации учебных занятий, направленных на развитие у ребят опыта самостоятельного экспериментирования, весьма разнообразны: творческий лабораторный практикум, индивидуальное учебное исследование, практикум по техническому моделированию, компьютерный практикум по моделированию физического эксперимента и т.д.
В настоящее время в школах появилась цифровая лаборатория «Архимед». Это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий для проведения широкого спектра исследований и демонстраций. Карманные компьютеры расширяют диапазон опытов, которые можно показать на уроках, предоставляют возможность обработать результаты непосредственно на месте их наблюдения и вместе с измерительными устройствами являются мощным инструментом освоения новых знаний в процессе проектной и исследовательской деятельности. Мы уже второй год работаем с карманными компьютерами. Я попыталась сформулировать основные критерии работы с ними.
Цели (научно-исследовательские): сформировать устойчивый интерес в достижении результатов своей работы; заложить фундамент мировоззренческой базы человека для любого вида будущей деятельности (от экономиста до космонавта); дать возможность выступить на научно-исследовательской конференции со своими проектами.
Задачи: научить пользоваться информацией, предоставляемой измерительным инструментом («PALM»); научить строить и выдвигать гипотезы; научить моделировать предполагаемый эксперимент на дисплее карманного компьютера «PALM».
Данная программа – экспериментальная, ориентируется на максимальную самореализацию личности учащегося, взаимодействие детей как партнеров по творческой деятельности. Её можно предложить ученикам уже на ранних этапах исследовательской деятельности.
Хочется привести пример моей работы в 9-Б классе. Этот класс – особенный, биохимический; программа по физике – базовая. Я предложила ребятам провести интересный эксперимент, найти связь между наблюдаемыми явлениями и попытаться найти объяснение.
Оборудование: карманный компьютер «PALM», датчик температуры, электрометр с принадлежностями, настольная лампа и колпачок, вырезанный из банки от пепси-колы.
Цель: провести опыт по разрядке электрометра при помощи настольной лампы и найти связь между наблюдаемыми явлениями.
Что мы наблюдали
1. Зарядив электрометр, мы поставили рядом включённую лампу. Ничего не произошло.
2. Соединили электрометр с лампой демонстрационным проводом. Если лампа не включена, ничего не происходит. Когда лампу включили, электрометр начал очень медленно разряжаться.
3. Ученица Зуля Реджепова предложила увеличить площадь контакта: сделала металлический колпачок, соединила его проводом с электродом электрометра и прижала к лампе. Разрядка произошла просто мгновенно.
4. На компьютере «PALM» в режиме работы с температурным датчиком (200 измерений в секунду) получили графики зависимости температуры спирали от времени нагревания.
5. Результат: при включении лампы в сеть спираль нагревается – её температура растёт; с увеличением площади контакта между электродом электрометра и колбой лампы скорость разрядки возрастает.
Хотя мы не смогли объяснить результаты опыта, самая большая моя радость от этой работы была в том, что у ребят, профилированных на химию и биологию, появился новый любимый предмет – физика. Это один из первых шагов учащихся к своему портфолио. А это уже ученики думающие и мыслящие нестандартно, следовательно, усвоившие знания на более высоком уровне! Спасибо им.
А объяснить результаты нам помог редактор газеты «Физика» Виктор Александрович Козлов.
Светлана Юрьевна Закурдаева – выпускница Саратовского госуниверситета им. Н.Г.Чернышевского 1981 г., учитель физики высшей квалификационной категории, педагогический стаж 24 года. Соросовский учитель, почётный работник общего образования РФ, трёхкратный лауреат премии мэрии г. Москвы, лауреат международного конкурса «Архимед» 2004 г. Награждена медалями «Ветеран труда» и «В память 850-летия Москвы». Автор более 38 печатных статей по методике преподавания физики, опубликованных в газетах «Физика», «Управление школой», в журналах «Физика в школе», «Завуч». Ведёт большую работу с молодыми специалистами, даёт открытые уроки на городском и всероссийском уровнях. Дочь Олеся – студентка 4-го курса МАДИ, сын Алексей – магистр того же института. Увлекается путешествиями по европейским странам, любит посещать исторические места, связанные с жизнью и деятельностью великих физиков.
Комментарий редактора
Пришлось провести качественные опыты с использованием мультиметра и лампы накаливания. Баллон лампы обернули алюминиевой фольгой. Фольгу подключили через мультиметр к нулевому проводу сети 220 В (к трубам теплосети или водопровода). При включении лампы можно было наблюдать появление тока (или напряжения в зависимости от положения переключателя на мультиметре) силой около 10 мкА (напряжение около 10 В). Их величина изменялась пропорционально площади соприкосновения фольги с лампой.
Можно предложить следующее объяснение разрядки электрометра при включении лампы. При разогревании стеклянного баллона у стекла появляется заметная электропроводность, электроны эмиссии раскалённой нити летят на баллон, и в результате образуется электропроводящая цепь, соединяющая электрометр с нулевым потенциалом лаборатории, т.к. нить накала соединена с сетью 220 В.
Для подтверждения этих выводов приведём эксперимент с автомобильной лампой 50 Вт, подключённой к аккумулятору. При включении лампы и подсоединении провода «П» к «плюсу» аккумулятора появляется слабый ток, если же провод подсоединить к «минусу» аккумулятора, тока нет.
Виктор Александрович Козлов – выпускник физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова 1960 г. Специалист в области радиотехники и радиофизики, мастер спорта СССР, чемпион СССР по парусному спорту. Имеет дочь и сына, у него четыре внука (двое уже студенты) и четыре внучки (младшей 3 года).