Статья Мой опыт в проведении уроков-исследований (на примере урока по исследованию выталкивающей силы)

Мой опыт в проведении уроков-исследований (на примере урока по исследованию выталкивающей силы).
Пронина Е.В., учитель физики ГБОУ «Школа № 329» г. Москвы
Не за горами то время, когда на урок физики придут учащиеся, которые с 1 класса обучаются по ФГОС нового поколения. Уже в сентябре 2017 года мы – учителя физики - начнем работать с семиклассниками, у которых развиты метапредметные умения. Учитель должен будет строить уроки с учетом новых требований, значит уже сейчас надо начинать учиться самому, как организовывать различные виды деятельности учащихся в соответствии с планируемыми результатами. Новые стандарты, в первую очередь, предполагают на уроках физики развивать экспериментальные навыки учащихся: самостоятельно проводить наблюдения, выдвигать гипотезы, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать и объяснять полученные результаты, делать выводы. Любой предметник хочет заранее понять, как же ему придется перестраиваться, как планировать урок, какие цели ставить пред собой и перед учащимися. Ведь многие преподаватели десятилетиями выстраивали традиционный урок так, как нас учили еще в советские времена: актуализация – мотивация - изучение нового материала – закрепление.
Год назад, работая в одной из московских школ, я посещала семинары, посвященные построению урока в рамках нового ФГОС. Узнала много нового и интересного о планировании урока, о разных моделях урока. Но курсы одновременно посещали преподаватели различных учебных предметов, поэтому лекции носили универсальный характер, без привязки к конкретной учебной дисциплине. Посетила также несколько городских семинаров, прослушала не один вебинар, но вопросов у меня меньше не становилось. Некоторые вебинары оказались не информативными – много общих слов, терминов, красочные презентации, схемы, но как строить урок по-новому, все также непонятно. В итоге нашла в Педагогическом университете «Первое сентября» дистанционный курс повышения квалификации для учителей физики «Эксперимент как метапредметная деятельность». Обучение я еще не закончила, сижу по вечерам читаю лекции, разбираюсь в материале. Уже с первых лекций стала понятна основная идея – как использовать и планировать эксперимент для введения новый понятий, для исследования физических явлений, физических величин и их взаимосвязей. Сразу захотелось многое попробовать на уроках. Да и надо уже начинать «накапливать» материал на будущее. Времени, конечно, на разработку урока и подготовку экспериментов уходит много, пока еще не все до конца понятно, но очень интересно.
Хочу поделиться опытом проведения урока в 7 классе по теме «Выталкивающая сила». В учебнике А.В.Перышкина есть параграф «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело». С точки зрения учителя в параграфе дан очень логичный и понятный вывод формулы выталкивающей силы. Но год из года вижу, что многие ребята не могут воспроизвести этот вывод уже на следующем уроке. Несколько уроков подряд пытаемся запомнить, от чего зависит, а от чего не зависит выталкивающая сила. Решила попробовать провести урок по-новому. Вместо вывода формулы выталкивающей силы проводим ее опытное исследование. В начале уроке создаем проблемную ситуацию (или ставим познавательную задачу, как учит автор дистанционного курса). Предлагаю такую историю: два приятеля-семиклассника на тренировке в спортзале соревновались в силе - поднимали гантели, штангу и друг друга. Правда, долго не удержишь товарища на руках, тяжеловато. После тренировки пошли в бассейн, продолжая спорить, кто сильнее. И снова начали поднимать друг друга. А в воде-то, оказывается, все силачи! То, что было в воздухе тяжелым, в воде стало легким! Почему поднять тяжелое тело в воде гораздо легче, чем в воздухе? Ребята начинают высказывать свои соображения, но все они сводятся к тому, что все дело в воде, именно она помогает удерживать тяжелые предметы. Предлагаю проверить это экспериментально.
Вместе вспоминаем, какой прибор необходим для измерения сил, затем моделируем ситуацию для проведения опыта. В качестве исследуемого тела берем металлический цилиндр. Я приготовила для проведения опыта одну из частей наборного груза – объем у него достаточно большой, и разность в показаниях динамометра будет хорошо видна. Динамометр взяла из набора по статике с магнитными держателями, где деления на шкале разного цвета. Фактически, мы в диалоге планируем проведение эксперимента. Рисунок опыта делаем вместе – я на доске, а ребята в тетради. Далее проводим опыт, в котором убеждаемся, что держать груз в воде легче, чем в воздухе, т.е. вес тела в воде действительно меньше веса тела воздухе. Дальше, вспоминая понятие равнодействующей, вместе приходим к выводу о наличии силы со стороны воды, которая направлена вверх. Теперь предлагаю исследовать, от чего зависит эта сила. Начинаем вместе высказывать различные гипотезы, записывая их также на доске и в тетради. У нас получились следующие предположения: новая сила зависит от рода жидкости, от количества жидкости, от глубины погружения тела, от массы тела, от размеров (объема) тела. Следующий этап: планируем новые эксперименты для проверки выдвинутых гипотез. Тут возможны варианты: какие-то опыты может провести учитель, что-то ребята могут проверить сами – фронтально. Дальше все зависит от учителя, каждый сам придумает, как выяснить, какие из гипотез верные, а какие – нет. К концу урока мы смогли сделать следующие выводы: выталкивающая сила не зависит от количества жидкости, в которую погружают тело, не зависит от глубины погружения тела, но зависит от вида жидкости и от объема тела. Теперь, когда на опыте сила исследована, можно и формулу выводить, обсуждать закон Архимеда, начинать решать качественные и расчетные задачи.
Кстати, лабораторная работа на определение выталкивающей силы в учебнике А.В.Перышкина, на мой взгляд, тоже не особо удачная. Любой учитель знает, что часть работы, где определяется выталкивающая сила в соленой воде, не дает нужного результата! Сколько соли в воду не добавляй, результат у ребят получается такой же, как в чистой воде. Поэтому я решила провести эту лабораторную работу иначе и составила свое описание (опубликовано на сайте http://new.teacherjournal.ru в разделе «Физика»). В этой работе ребята сравнивали силу Архимеда в воде для тел разной массы, но одинакового объема, и для тел разного объема, но изготовленных из одного вещества. Кроме того, на опыте, используя лабораторный динамометр, не получается увидеть зависимость силы Архимеда от плотности жидкости. Поэтому я предложила выталкивающую силу рассчитать для другой жидкости, например для спирта, и сравнить полученные в опыте и в расчетах значения. Тем более что аналогичный опыт мы уже видели на описанном выше уроке.
Пока мои ученики не умеют сами планировать эксперимент, самостоятельно формулировать познавательные задачи, но, надеюсь, что вместе мы будем этому постепенно учиться. Буду рада, если описанный мною пример поможет кому-то в планировании уроков с использованием эксперимента для исследования физических явлений и законов.