Метод проектов и его применение в образовательной практике
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Автономная некоммерческая организация дополнительного образования
«Сибирский институт непрерывного дополнительного образования»
Метод проектов и его применение в образовательной практике
Выпускная аттестационная работа
по программе «Педагогическое образование: учитель общеобразовательной организации»
Выполнил: слушатель группы У-3
профессиональной переподготовки по программе «Педагогическое образование: учитель математики» Малакмадзе Т.Л.
фамилия, и.о.
Руководитель:
Омск
2015
Содержание
Введение 3
Глава 1 Теоретическое обоснование основ проектного обучения в школе
1.1 Из истории метода проектов 4
4
1.2 Понятие о методе проектов
1.3 Классификация проектов
1.4 Метод проектов на уроках математики
Глава 2 Технология организации проектного обучения на практике
2.1 Метод проектов: создание педагогических условий
2.2 Метод проектов: технология организации
2.3 Исследовательская работа на тему «Лента Мёбиуса» 6
9
13
16
16
21
25
Заключение 34
Список использованных источников и литературы
Приложения 35
36
Введение
В основе Федерального государственного образовательного стандарта общего образования лежит системно-деятельностный подход, который предполагает воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества, инновационной экономики, задачам построения демократического гражданского общества, толерантности, диалога культур и уважения многонационального, поликультурного и поликонфессиального состава российского общества. Как получить новый образовательный результат? Традиционный взгляд на основную задачу школы – дать хорошие прочные знания.
ФГОС требует смены образовательной парадигмы (цели). Вместо передачи суммы знаний – развитие личности обучающегося на основе освоения способов деятельности. Отсюда основная педагогическая задача – создание и организация условий, инициирующих детское действие. Овладение системой учебных действий с изучаемым учебным материалом, по ФГОС, оценивается способностью к решению учебно-познавательных и учебно-практических задач. Добиваться этой способности следует через современные образовательные технологии. Одной из базовых образовательных технологий стандарта второго поколения является технология, основанная на реализации проектной деятельности. Суть метода – стимулировать интерес обучаемых к определённым проблемам, предполагающим владение определённой суммой знаний, и через проектную деятельность показать практическое применение полученных знаний. Другими словами, от теории к практике. [4, с.21]
Гуманистический смысл проектного обучения состоит в развитии творческого потенциала обучающихся. Школьники с большим увлечением выполняют именно ту деятельность, которая выбрана ими самими. Проектная деятельность способствует преобразованию процесса обучения в процессе самообучения, позволяет каждому ученику увидеть себя как человека способного и компетентного. Проектный метод обучения в сочетании с традиционным является действенным элементом в организации самостоятельной работы учеников.
Глава 1 Теоретическое обоснование основ проектного обучения в школе
1.1 Из истории метода проектов
Метод проектов не является принципиально новым в мировой педагогике. Он возник еще в начале двадцатого века в США. Его называли также методом проблем, и связывался он с идеями гуманистического направления в философии и образовании, разработанными американским философом и педагогом Дж. Дьюи, а также его учеником В. Х. Килпатриком. Дж. Дьюи предлагал строить обучение на активной основе, через целесообразную деятельность ученика, сообразуясь с его личным интересом именно в этом знании. Отсюда чрезвычайно важно было показать детям их личную заинтересованность в приобретаемых знаниях, которые могут и должны пригодиться им в жизни. Для этого необходима проблема, взятая из реальной жизни, знакомая и значимая для ребенка, для решения которой ему необходимо приложить полученные знания, новые знания, которые еще предстоит приобрести. [3, с.65]
Разумеется, со временем идея метода проектов претерпела некоторую эволюцию. Родившись из идеи свободного воспитания, в настоящее время она становится интегрированным компонентом вполне разработанной и структурированной системы образования. Но суть ее остается прежней – стимулировать интерес учащихся к определенным проблемам, предполагающим владение определенной суммой знаний и через проектную деятельность, предусматривающую решение этих проблем, умение практически применять полученные знания, развитие рефлекторного (в терминологии Джона Дьюи или критического мышления). Суть рефлекторного мышления – вечный поиск фактов, их анализ, размышления над их достоверностью, логическое выстраивание фактов для познания нового, для нахождения выхода из сомнения, формирования уверенности, основанной на аргументированном рассуждении. «Потребность в разрешении сомнения является постоянным и руководящим фактором во всем процессе рефлексии. Где нет вопроса, или проблемы для разрешения, или где нет затруднения, которое нужно преодолеть, поток мыслей идет наобум… Проблема устанавливает цель мысли, а цель контролирует процесс мышления».
Метод проектов привлек внимание русских педагогов еще в начале ХХ века. Идеи проектного обучения возникли в России практически параллельно с разработками американских педагогов. Под руководством русского педагога С.Т. Шацкого в 1905 году была организована небольшая группа сотрудников, пытавшаяся активно использовать проектные методы в практике преподавания.
Позднее, уже при советской власти, эти идеи стали довольно широко внедряться в школу, но недостаточно продуманно и последовательно. Однобокое увлечение проектами в ущерб общему развитию личности привело к тому, что уровень общеобразовательной подготовки резко снизился. Постановлением ЦК ВКП(б) «О начальной и средней школе» в 1931 году метод проектов был осужден, и с тех пор до недавнего времени в России больше не предпринималось сколько-нибудь серьезных попыток возродить этот метод в школьной практике. Метод проектов в системе отечественного школьного образования возродился в начале 90-х годов прошлого столетия, что было связано с внедрением информационных технологий в процесс обучения. [1, с.35]
Вместе с тем в зарубежной школе он активно и весьма успешно развивался. В США, Великобритании, Бельгии, Израиле, Финляндии, Германии, Италии, Бразилии, Нидерландах и многих других странах идеи гуманистического подхода к образованию Дж. Дьюи, его метод проектов нашли широкое распространение и приобрели большую популярность в силу рационального сочетания теоретических знаний и их практического применения для решения конкретных проблем окружающей действительности в совместной деятельности школьников. «Все, что я познаю, я знаю, для чего это мне надо, и где и как я могу эти знания применить» – вот основной тезис современного понимания метода проектов, который и привлекает многие образовательные системы, стремящиеся найти разумный баланс между академическими знаниями и практическими умениями.
1.2 Понятие о методе проектов
Проект – это буквально «брошенный вперед», т.е. прототип, прообраз какого-либо объекта, вида деятельности. Под проектом подразумевается план, предложение, предварительный текст какого-либо документа и т.д. [1, с.36]
Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся – индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот метод органично сочетается с групповыми методами. Если говорить о методе проектов как о педагогической технологии, то эта технология предполагает совокупность исследовательских, поисковых, проблемных методов, творческих по самой своей сути.
Учебный проект – это комплекс поисковых, исследовательских, расчетных, графических и других видов работ, выполняемых учащимися самостоятельно с целью практического или теоретического решения значимой проблемы. Метод проектов предполагает принципиально иную философию построения образовательного процесса, через целесообразную деятельность ученика, сообразуясь с его личным интересом и личными целями.
В его основу положена идея о направленности учебно-познавательной деятельности школьников на результат, который получается при решении той или иной практически или теоретически значимой проблемы.
Внешний результат можно увидеть, осмыслить, применить в реальной практической деятельности.
Внутренний результат – опыт деятельности – становится бесценным достоянием учащегося, соединяя в себе знания и умения, компетенции и ценности.
По мнению И.С. Сергеева проект – это «пять П»:
Проблема – Проектирование (планирование) – Поиск информации - Продукт – Презентация.
Шестое «П» проекта – его Портфолио, т.е. папка, в которой собраны все рабочие материалы проекта, в том числе черновики, дневные планы, отчеты и др.
Портфолио (папка) проекта – подборка всех рабочих материалов проекта.
Важное правило: каждый этап работы над проектом должен иметь свой конкретный продукт [5, с.4].
Метод проектов всегда предусматривает решение какой-то проблемы. А решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности разнообразных методов и средств обучения, а с другой – необходимость интегрирования знаний и умений из различных сфер науки, техники, технологии, творческих областей.
Учебный проект определяется как определенным образом организованная целенаправленная деятельность. Результатом проектной деятельности учеников под руководством учителя является новое знание.
Е.С. Полат определяет основные требования к использованию метода проектов:
Наличие значимой в исследовательском плане проблемы/задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения (например, исследование демографической проблемы в разных регионах мира; создание серии репортажей из разных концов земного шара по одной проблеме; проблема влияния кислотных дождей на окружающую среду и т.д.).
Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов (например, доклад в соответствующие службы о демографическом состоянии данного региона, факторах, влияющих на это состояние, тенденциях, прослеживающихся в развитии данной проблемы; совместный с партнером по проекту выпуск газеты, альманаха с репортажами с места событий; охрана леса.
Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся.
Структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов).
Использование исследовательских методов, предусматривающих определенную последовательность действий:
определение проблемы и вытекающих из нее задач исследования (использование в ходе совместного исследования метода «мозговой атаки», «круглого стола»);
выдвижение гипотезы их решения;
обсуждение способов оформления конечных результатов (презентаций, защиты, творческих отчетов, просмотров и пр.);
сбор, систематизация и анализ полученных данных;
подведение итогов, оформление результатов, их презентация;
выводы, выдвижение новых проблем исследования. [2, с.3]
1.3 Классификация проектов
Для типологии проектов предлагаются следующие типологические признаки:
1. Доминирующая в проекте деятельность: исследовательская, поисковая, творческая, ролевая, прикладная (практико-ориентированная), ознакомительно-ориентировочная (исследовательский проект, игровой, практико-ориентированный, творческий);
2. Предметно-содержательная область: моно проект (в рамках одной области знания); межпредметный проект.
3. Характер координации проекта: непосредственный (жесткий, гибкий), скрытый (неявный, имитирующий участника проекта, характерно для телекоммуникационных проектов).
4. Характер контактов (среди участников одной школы, класса, города, региона, страны, разных стран мира).
5. Количество участников проекта.
6. Продолжительность проекта. [2, с.4]
Типология проектов и особенности технологии его применения были представлены Е. С. Полат в учебном пособии «Новые педагогические и информационные технологии в системе образования». В системе школьного образования была принята определенная типология проектов, классифицируемых Е. С. Полат по доминирующей деятельности учащихся:
практико-ориентированный (результат деятельности: документ по истории, биологии, проект закона, словарь школьной лексики, проект школьного зимнего сада и т. д.);
исследовательский (должны быть продуманы структура, цель, актуальность, задачи, гипотеза.);
информационный (сбор информации, статья, реферат, репортаж, доклад.);
творческий (сценарий праздника, спектакль, стенгазета, план сочинения.);
ролевой проект (ролевые игры). [3, с.71]
По содержанию проекты классифицируют следующим образом:
интеллектуальные (вносящие изменения в существующие конструкции, способы, программы для ЭВМ, дизайн интерьера, любых изделий; при этом особые надежды связываются с присущим молодым неожиданным, нестандартным взглядом на существующее положение вещей);
материальные (подразумевается изготовление инструментов, приспособлений, наглядных пособий, средств малой механизации и автоматизации, изделия художественно-прикладного и технического творчества учащихся);
экологические (осуществление экспертной оценки воздушно-газовой среды, состояния водоемов и почв, распространение эрозии и облесения; изучение возможности сбора и использования вторичного сырья, регенерации различных пластполимеров, применение этих материалов для изготовления объектов труда учащихся);
сервисные (накопление, подбор, оформление и представление информации);
комплексные, включающие интеллектуальные, материальные, экологические и сервисные составляющие.
По количеству учащихся проекты можно классифицировать как:
личностные;
парные;
групповые.
По продолжительности работы:
краткосрочные (до одной недели);
средней продолжительности (от недели до месяца);
долгосрочные (от четверти до года).
По своей целевой направленности учебные предметы могут быть разделены на две большие группы.
Первая группа – это предметы, формирующие систему специальных и общеучебных знаний и умений учащихся. Ведущую роль в логике построения учебного процесса на этих предметах занимает содержание обучения. Систематическое построение учебной программы – условие высокого качества знаний «на выходе» – диктует жесткий отбор форм и методов обучения. В обыденном сознании это «серьезные» предметы, такие как: родной язык, литература, история, география, биология, химия, физика, математика. На уроках этой группы предметов чаще всего, как показывает педагогическая практика, разрабатываются исследовательские проекты, так как приоритетной в проекте является исследовательская деятельность, направленная на исследование проблемы и констатацию факта, или исследование-доказательство каких-то параметров, закономерностей.
В ходе проектной деятельности учащиеся расширяют знания содержания изучаемых предметов, формируют навыки исследовательской деятельности, подходы к решению проблем в границах изучаемого предмета.
Наибольшую ценность по этим предметам представляют межпредметные проекты, реализуемые во внеклассной деятельности, так как формируют опыт решения комплексных проблем, имеющих социальную значимость.
Вторая группа предметов ориентирована на формирование компетентностей: гражданской, информационной, коммуникативной и других. Эти предметы не так тесно связаны со своей научной основой и носят в значительной степени интегративный и/или прикладной характер. Кроме того, все они тесно связаны с окружающей жизнью и будущей профессиональной или общественной деятельностью школьников. В данную группу входят такие предметы, как: иностранные языки, информатика, ИЗО, технология, граждановедение, экология. Для этих предметов вопрос о том, как их изучать, имеет не меньшую, а нередко и большую значимость, чем вопрос о том, что изучать в рамках данных курсов. Преподавание данных дисциплин не только допускает, но и требует введения метода проектов как в классно-урочную, так и во внеурочную деятельность учащихся.
В концептуальных подходах к современной трудовой подготовке школьников методу проектов отводится стержневое место, с его реализацией связываются большие надежды. Предполагается, что это гибкая модель организации учебного процесса, начиная со 2 класса и по 11, будет воспитывать у молодежи такие качества, которые позволят лучше адаптироваться к стремительно меняющимся социально-экономическим условиям. Проектный метод ориентирован на творческую самореализацию развивающейся личности, развитие воли, находчивости, целеустремленности.
1.4 Метод проектов на уроках математики
Реализация метода проектов, методики сотрудничества весьма перспективны при изучении математики; работа в указанных формах вызывает у учащихся неподдельный интерес и является более результативной, нежели на традиционных уроках.
Важно выделить целесообразные темы курса или разделы, которые будут вынесены на «проектирование». Следует отметить, что проекты в 5-6 классах являются в основном краткосрочными и несколько упрощенными по оформлению, однако это не умаляет их значимость, а лишь говорит о соответствии возрастным особенностям школьников данного возраста.
Общеизвестно, что к концу 7-го, началу 8-го класса интерес учащихся к предмету резко падает. Учителя говорят, что в этом возрасте дети не хотят учиться. Ученые же, исследовав эту проблему, выяснили следующее: у 60% учащихся к 8-му классу желание учиться сохраняется, но пропадает интерес к предмету. Опыт применения метода проектов подтверждает выводы ученых. Считается, что он является хорошим стимулом для повышения интереса к изучению математики именно в этом возрасте. Проекты несколько усложняются по форме и по содержанию, практикуется научный подход к оформлению, при этом, соответственно, увеличивается время на их подготовку – они становятся среднесрочными.
За свою работу ученики получают сразу несколько оценок: за оформление, за содержание, за защиту; могут быть также учреждены специальные номинации: «оригинальность», «научность», «актуальность» и т. п. Это стимулирует интерес, мотивирует на самостоятельную поисковую деятельность.
На начальном этапе освоения метода проекты могут быть чисто информационными, практико-ориентированными, творческими, игровыми.
Можно использовать метод проектов на одном-двух уроках – мини-проекты для решения какой-то небольшой проблемы. Но суть самого метода, его идея должна оставаться неизменной – самостоятельная поисковая, исследовательская, проблемная, творческая деятельность учащихся, совместная или индивидуальная.
Выбор тематики проектов в разных ситуациях может быть различным. Результаты выполнения проектов должны быть материальны, то есть как-либо оформлены (видеофильм, альбом, компьютерная газета, альманах и т.д.).
В процессе подготовки и проведения подобных уроков у учителя появляется возможность формирования у учащихся:
новых учебных умений по самостоятельному добыванию и осмыслению знаний широкого круга;
новых личностных качеств.
Метод проектов может использоваться в учебном процессе для решения различных небольших проблемных задач, и тогда можно организовать мини-проекты достаточно часто, приучая учащихся к творческому применению полученных знаний самостоятельно (краткосрочные, в рамках урока).
Примеры краткосрочных проектов (в рамках изучения программного материала):
Координаты точки и координаты вектора;
Расстояние от точки до плоскости;
Угол между прямой и плоскостью;
Правильная пирамида;
Перпендикулярность прямых и плоскостей.
Примеры среднесрочных проектов:
Решение уравнений 2-й, 3-й, 4-й степеней по формуле.
Односторонние пределы.
Как Архимед измерял объем шара?
Непрерывность функции.
Примеры долгосрочных проектов (по материалам научно-практических исследований):
Лента Мёбиуса и ее свойства;
Элементарная теория управления запасами;
«Золотое сечение» и его применение а архитектуре родного города;
Построение комплексных множеств на плоскости. Графическое решение систем уравнений и неравенств с параметром в комплексных числах;
Теорема Пифагора вне школьной программы.
Метод проектов в значительной мере способствует тому, что знания учащихся максимально приближены к научному познанию мира.
Выводы к главе 1:
В современном обществе проектирование все шире применяется в традиционных сферах и видах человеческой деятельности таких, как: архитектура и строительство, машиностроение в широком аспекте, технологические процессы и пр. В конце ХХ века начали складываться самостоятельные направления проектирования: человеко-машинных систем, трудовых процессов, организаций. Популярным становится проектирование экологическое, социальное, инженерно-психологическое, генетическое и пр. Все перечисленное, в том числе и проекты сугубо гуманитарные: в журналистике, на телевидении, в шоубизнесе, образовании и др. – позволяют говорить о том, что проектирование имеет широкие возможности применения, универсальный подход, всеобщие закономерности.
В каждодневных ситуациях, в обычной жизни человеку приходится сталкиваться с множеством проблем, выбирать оптимальный ход своих действий, принимать ответственное решение. Здесь тоже помогает продумывание проблемы, планирование действий (последовательность решаемых задач), рефлексия и анализ результатов. Все это – проектирование, которое помогает решать различные проблемы, позволяет избежать ошибок, сделать выбор способа решения проблемы оптимальным.
Таким образом, использование проектной деятельности в обучении в современной школе становится все более актуальным. И не случайно, ведь при помощи проекта можно реализовать все воспитательные, образовательные и развивающие задачи, стоящие перед учителем.
Глава 2 Технология организации проектного обучения на практике
2.1 Метод проектов: создание педагогических условий
Умение пользоваться методом проектов – показатель высокой квалификации преподавателя, его прогрессивной методики обучения и развития учащихся. Недаром эти технологии относят к технологиям ХХI века, предусматривающим, прежде всего, умение адаптироваться к стремительно развивающимся условиям жизни человека постиндустриального общества. Захлестнувшая многие школы волна увлечения проектами привела к тому, что делать проекты в школе стало модно, причем, часто целью этих работ является желание «засветиться» на каком-нибудь конкурсе, благо, за последние несколько лет их стало много: на любой вкус. Конкурсы проектов учеников довольно часто представляют собой «Выставку достижений учителей (научных руководителей)». В работе некоторых жюри иногда верх берет академизм, и тогда преимущества получают профессионально выполненные проекты, доля участия детей в которых минимальна. Эта тенденция может принести много вреда, поэтому нужно четко определить, зачем выполняется тот или иной проект, чему могут научиться школьники, что именно должен делать каждый участник работы (и ученики, и руководитель), чтобы достичь собственных целей, поставленных в самом начале работы над проектом.
Реализация метода проектов на практике ведет к изменению позиции учителя и определяется принципом педагогической поддержки развития ученика в ходе проектной или исследовательской работы – из носителя готовых знаний он превращается в организатора познавательной деятельности.
Основные требования к использованию метода проектов:
Наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы или задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения (например, исследование демографической проблемы в разных регионах мира; создание серии репортажей из разных концов земного шара по одной проблеме (проблема влияния кислотных дождей на окружающую среду).
Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов (например, передача доклада в соответствующие службы о демографическом состоянии региона, факторах, влияющих на это состояние, тенденциях, прослеживающихся в развитии изучаемой проблемы; совместный выпуск газеты, альманаха с репортажами с места событий; охрана леса в разных местностях, план мероприятий, пр.). Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся.
Структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов).
Использование исследовательских методов: определение проблемы, вытекающих из нее задач исследования, выдвижение гипотезы их решения, обсуждение методов исследования, оформление конечных результатов, анализ полученных данных, подведение итогов, корректировка, выводы (использование в ходе совместного исследования метода «мозговой атаки», «круглого стола», статистических методов, творческих отчетов, просмотров).
Роль учителя в проектной деятельности
Проектирование в школе невозможно без организационной и культурной позиции учителя. На практике это ведет к изменению позиции учителя. Из носителя готовых знаний он превращается в организатора познавательной деятельности своих учеников. Творческий, нестандартный подход учителя к проведению уроков ведет к повышению мотивации и ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся. Роль преподавателя заключается в постоянной консультативной помощи.
Проектная деятельность позволяет учителю осуществлять более индивидуальный подход к ребенку.
Меняется и психологический климат на уроке. Из авторитетного источника информации преподаватель становится соучастником исследовательского, творческого процесса, наставником, консультантом, организатором самостоятельной деятельности учащихся. А это и есть подлинное сотрудничество.
В работе над проектом учитель:
помогает ученикам в поиске нужных источников информации;
сам является источником;
координирует весь процесс;
поощряет учеников;
поддерживает непрерывную обратную связь для успешной работы учеников над проектом.
Позиция учителя: энтузиаст, специалист, консультант, руководитель, «человек, задающий вопросы»; координатор, эксперт; позиция учителя должна быть скрытой, дающей простор самостоятельности учащихся.
Если задачей педагога является обучение проектированию, то в работе по методу учебных проектов упор нужно сделать не на том, что получилось в результате совместных усилий ученика и учителя, а на том, каким путем был достигнут результат.
Роль ученика в проектной деятельности
Проектная деятельность учащихся – одна из важнейших составляющих образовательного процесса. В ходе выполнения проектных заданий учащийся оказывается вовлеченным в активный познавательный творческий процесс на основе методики сотрудничества. Он погружен в процесс выполнения творческого задания, а вместе с ним и в процесс получения новых и закрепления старых знаний по предмету, в рамках которого и проводится проект.
Кроме того, ученик вместе с учителем выполняет собственный проект, решая какую-либо практическую, исследовательскую задачу. Включаясь, таким образом, в реальную деятельность, он овладевает новыми знаниями.
Тьютор – (учитель, научный руководитель) в проектном обучении. Тьютор помогает ребенку не только при определении темы и цели проекта, но и на всех дальнейших этапах его реализации:
владеет самой технологией проектной деятельности, способен быть консультантом по методологии и технологии проектной деятельности;
инициирует рождение и развитие проекта, поддерживает огонь любознательности и воспитывает «волю» проектировщика (настойчивость при реализации проекта);
предъявляет образцы самообучения в освоении нового материала (вместе с учеником «проживает» его проект);
помогает ученику осуществить самостоятельное исследовательское действие;
является «проводником» ученика по странам и культурам, помогает детям сформулировать вопросы и организовать работу над этими вопросами.
Появление тьютора проблематизирует всю сложившуюся систему образования, он выступает ключевой фигурой в реализации концепции гуманитарного образования. Тьютор не эрудит, но «картограф» культуры, специалист в области способов организации работы с материалом культуры.
Задача тьютора — не ответ на информационные вопросы (когда? кто?), а помощь ребенку в поиске своего исследовательского вопроса, составление исследовательской программы, осуществление ее (с возможной корреляцией темы, целей и задач исследования), организация рефлексии ребенком проделанного пути.
Критерии оценки проекта
Критерии должны быть понятны, их должно быть не более 7-10. Оцениваться, прежде всего, должно качество работы в целом, а не только презентация.
Критерии оценки результатов проектной деятельности учеников:
владение способами познавательной деятельности;
умение использовать различные источники информации, методы исследования, символотворчество и т.д.;
коммуникативные и адаптивные качества: умение работать в сотрудничестве, принимать чужое мнение, противостоять трудностям;
самоорганизация: умение ставить цель, составлять и реализовывать план, проводить рефлексию, сопоставлять цель и действие.
2.2 Метод проектов: технология организации
Этапы исследовательской деятельности:
Начальный этап
1. Актуальность темы.
2. Идея исследования.
3. Замысел исследования.
4. Объект исследования (с кем или с чем работать).
5. Предмет исследования (что будут исследовать).
6. Цель исследования.
7. Задачи.
8. Гипотезы (что возможно и при каких условиях).
9. Диагностический инструментарий.
10. Критерии оценки ожидаемых результатов.
11. Прогноз возможных негативных последствий.
12. Способы коррекции, компенсации негативных последствий.
Основной этап
1. подготовительный;
2. практический;
3. обобщающий.
Заключительный этап (внедренческий)
выступление;
презентация;
участие в конкурсах, семинарах, конференциях и т.д.;
вывод и рецензирование.
Рассмотрим подробнее начальный этап.
Выбор темы проекта (актуальность, идея, замысел проекта) в разных ситуациях может быть различным. В одних случаях тематика может формулироваться специалистами органов образования в рамках утвержденных программ. В других – выдвигаться учителями с учетом учебной ситуации по своему предмету, естественных профессиональных интересов, интересов и способностей учащихся. В-третьих, тематика проектов может предлагаться и самими учащимися, которые, естественно, ориентируются при этом на собственные интересы, не только чисто познавательные, но и творческие, прикладные.
Тематика проектов может касаться какого-то теоретического вопроса школьной программы. Чаще, однако, темы проектов, особенно рекомендуемые органами образования, относятся к какому-то практическому вопросу, актуальному для практической жизни. Так достигается вполне естественная интеграция знаний.
Например, очень острая проблема городов – загрязнение окружающей среды отходами быта. Проблема: как добиться полной переработки всех отходов? Тут и экология, и химия, и биология, и социология, и физика. Или: Золушка, Белоснежка и Царевна-лебедь в сказках народов мира. Эта проблема – для младших школьников. А сколько здесь потребуется от ребят поисков, смекалки, творчества!
Тем для проектов – неисчерпаемое множество, это живое творчество, которое нельзя никак регламентировать.
Рассмотрим подробнее основной этап.
Основной этап состоит из трех важных шагов.
1. Подготовительный – анализ способов и целей работы в группах. Он включает в себя:
выявление исходного уровня;
разработку проекта;
подготовку к предстоящему исследованию.
2. Практический –
поиск источников необходимой информации;
сбор материала;
анализ возможных трудностей;
освоение проектной технологии;
организация мониторинга;
создание условий.
3. Обобщающий – подведение итогов.
обработка данных исследования, обсуждение;
соотнесение результата исследования с поставленными целями;
корректировка гипотезы;
оформление и описание хода и результатов исследования;
разработка практических рекомендаций.
Рассмотрим подробнее заключительный этап.
Это обобщающий и внедренческий этап проекта. Результаты выполненных проектов должны быть материальны, то есть надлежащим образом оформлены (видеофильм, альбом, бортжурнал «путешествий», компьютерная газета, альманах). В ходе решения какой-либо проектной проблемы учащимися приходится привлекать знания и умения из разных областей: химии, физики, иностранного и родного языков.
Виды презентации проектов:
научный доклад;
деловая игра;
демонстрация видеофильма;
экскурсия;
телепередача;
научная конференция;
инсценировка;
театрализация;
игры с залом;
защита на Ученом Совете;
диалог исторических или литературных персонажей;
спортивная игра;
спектакль;
путешествие;
реклама;
пресс-конференция.
2.3 Исследовательская работа на тему «Лист Мёбиуса»
Актуальность исследования. В наше время актуально изучение различных свойств и нестандартных применений необычных фигур. Лист Мёбиуса востребован, его применение развивается, и свойства не до конца изучены. Его ценность состоит в том, что он дал толчок новым обширным математическим исследованиям. Именно поэтому его часто считают символом современной математики и изображают на различных эмблемах и значках, как, например, на значке механико-математического факультета Московского университета. (Приложение 1)
Актуальность данной тематики предопределило выбор темы научного исследования.
Гипотеза: если мы исследуем поверхность ленты Мёбиуса, то определим её практическое применение
Цели исследования:
1. Образовательная:
изучить ленту Мёбиуса, её свойства и применение в повседневной жизни;
расширить знания в области экспериментальной математики и физике;
познакомиться с понятием фрактала, рассмотреть основную классификацию фракталов и применение в различных областях наук.
2. Развивающая:
развитие логического мышления, формулировки выводов;
содействовать в ходе мероприятия формированию внимательности;
развивать навыки культурного поведения, творческие способности обучающихся, познавательный интерес к математике, физике, информатике;
развитие речевых умений (выступать перед аудиторией, высказывать и обосновывать свою точку зрения);
привитие навыков самостоятельного поиска новой информации, пробуждение к любознательности.
3. Воспитательная:
воспитание организованности, дисциплины, настойчивости, аккуратности и ответственности
4. Методическая:
отработать методику проведения внеклассного мероприятия;
показать приемы организационной деятельности студентов, направленные на формирование и развития интереса к математике, физике, информатике, расширение кругозора обучающихся.
Задачи:
познакомиться с историей появления ленты Мёбиуса;
выявить и исследовать свойства ленты Мёбиуса;
установить области применения ленты Мёбиуса.
Методы исследования: анализ литературы по данной теме; сравнение; обобщение; моделирование.
Компетенции:
ценностно-смысловая компетентность (осмысленная организация собственной деятельности);
общекультурная компетентность – использование сведений из разных областей знаний, формирование грамотной, логически верной речи, способность анализировать и действовать с позиции отдельных областей человеческой культуры);
учебно-познавательная компетентность (привитие интереса к обучению, способность учиться на протяжении жизни в качестве основы непрерывного обучения в контексте как личной профессиональной, так и социальной жизни);
информационная компетентность (умение добывать нужную информацию, используя доступные источники);
коммуникативная компетентность (умение работать в группе, умение работать на результат, доказывать собственное мнение и вести диалог, способность действовать в социуме с учётом позиций других людей).
Междисциплинарные связи:
- математика
Тема: «Фракталы», «Лист Мёбиуса».
- физика
Тема: «Электромагнитные колебания и волны»
- информатика
Тема: «Сжатие изображений средствами Microsoft Power Point»
- экология
Тема: «Корневая система»»
- медицина
Тема: «Кровеносная система»
Объект исследования: лента Мёбиуса.
Предмет исследования: свойства ленты Мёбиуса.
Методическое и техническое сопровождение:
раздаточный материал (листы бумаги, скотч, цветные стержни, ножницы, ватман);
презентация;
магнитная доска;
персональный компьютер с доступом в сеть Интернет;
мультимедийный проектор.
История создания листа Мёбиуса
В литературе встречается несколько названий: проективная плоскость, односторонняя поверхность, лента Мёбиуса, петля Мёбиуса, кольцо Мёбиуса. Таинственный и знаменитый лист Мёбиуса придумал Август Фердинанд Мёбиус (1790–1868), ученик «короля математиков» Гаусса, немецкий геометр Лейпцигского университета. Первоначально Мёбиус был астрономом. Он ввел аналитические методы исследования, установил понятие проективного преобразования и существование односторонних поверхностей. В возрасте 68 лет ему удалось сделать открытие поразительной красоты. Это открытие односторонних поверхностей, одна из которых – лист Мёбиуса.
В 26 лет Мёбиус стал профессором, руководителем астрономической лаборатории в Лейпцигском университете. Научные статьи, лекции, работа. Все как у обычного профессора университета. Рассеянного доброго чудака студенты боготворили.
Как-то раз в доме на пороге комнаты появилась любимая жена. Правда, она была не в хорошем расположении духа. Правильнее сказать, она была разгневана, что для мирного дома Мёбиусов было почти так же невероятно, как три раза в год увидеть парад планет, и категорически требовала немедленно уволить служанку, которая настолько бездарна, что даже не способна правильно сшить ленту.
Хмуро разглядывая злосчастную ленту, профессор воскликнул: «Ай да, Марта! Девочка не так уж глупа. Ведь это же односторонняя кольцевая поверхность. У ленточки нет изнанки!» Идея пришла ему в голову, когда служанка неправильно сшила ленту.
Открытая поверхность получила математическое обоснование и имя в честь описавшего ее математика и астронома.
Лента вдохновила на подвиги ни одного добряка-профессора. Взял ее на вооружение и цех парижских портных. Отныне в качестве экзамена для новичка, претендовавшего на зачисление в цех, было пришивание к подолу юбки тесьмы в форме ленты Мебиуса.
Лист Мёбиуса – это топологический объект, простейшая односторонняя поверхность с краем. Сама топология началась именно с листа Мёбиуса.
Слово это придумал Иоганн Бенедикт Листинг, который почти в тоже время, что и его коллега, предложил в качестве первого примера односторонней поверхности уже знакомую нам перекрученную ленту.
Топология (от греч. τόπος – место) – часть геометрии, изучающая в самом общем виде явление непрерывности, а также свойства обобщенных геометрических объектов. Топология является одним из самых «молодых» разделов современной геометрии, в котором изучаются свойства таких фигур, которые не меняются, если их гнуть, растягивать, сжимать, но не склеивать и не рвать, т. е не изменяются при деформациях. Примером топологических объектов являются: буквы И и Н, тонкие длинные воздушные шарики.
Изучение свойств ленты Мёбиуса
Изготовление ленты Мёбиуса. Для изготовления ленты Мёбиуса потребуются бумажные полосы длиной 30 см и шириной 3 см.
Возьмем бумажную ленту АВСD, разделенную по ширине пополам пунктирной линией. Прикладываем ее концы АВ и СD друг к другу и склеиваем так, чтобы точка А совпала с точкой C, а точка B с точкой D. Получилось знаменитое в математике бумажное кольцо, которое получило особое название – «Лента Мёбиуса». (Приложение 2)
Топологические свойства листа Мёбиуса:
1. Неориентируемость
2. Связность.
3. Односторонность. Лист Мёбиуса имеет только одну сторону.
4. «Хроматический номер» - максимальное число областей, которые можно нарисовать на поверхности так, чтобы каждая из них имела общую границу со всеми другими. Хроматический номер листа Мёбиуса равен шести.
Свойства листа Мёбиуса:
1. Если разрезать ленту Мёбиуса посередине по линии, параллельной краю, то получится одна длинная лента с двумя полуоборотами («Афганская лента»).
2. Если разрезать ленту Мёбиуса, отступая от края приблизительно на треть её ширины, то получится 2 ленты: более тонкая лента Мёбиуса и «Афганская лента».
3. Если разрезать ленту Мёбиуса на четыре равные части параллельно её краю, то получится 2 ленты с двумя полуоборотами.
4. Если разрезать ленту Мёбиуса шесть равных частей параллельно её краю, то получится 3 ленты с двумя полуоборотами, завязанные в узел.
5. Если разрезать ленту Мёбиуса с тремя полуоборотами посередине по линии, параллельной краю, то получится лента, завитая в узел трилистника.
Знакомство с фракталами. Лист Мёбиуса иногда называют прародителем символа бесконечности, так как, находясь на поверхности ленты Мёбиуса, можно было бы идти по ней вечно. Фракталами называют бесконечно самоподобные фигуры, каждый фрагмент которых повторяется при уменьшении масштаба. Разветвления трубочек трахей, нейроны, сосудистая система человека, извилины берегов морей и озер, контуры деревьев — это все фракталы. Фракталы находят в местах таких малых, как клеточная мембрана, и таких огромных, как звездные галактики. Можно сказать, что фракталы – это уникальные объекты, порожденные непредсказуемыми движениями хаотического мира! [7]
Термин «фрактал» был введен Б.Мандельбротом в 1975 г. Согласно Мандельброту, фракталом (от лат. «fractus» - дробный, ломанный, разбитый) называется структура, состоящая из частей, подобных целому. Свойство самоподобия резко отличает фракталы от объектов классической геометрии. Термин «самоподобие» означает наличие тонкой, повторяющийся структуры, как на самых малых масштабах объекта, так и в макромаштабе. (Приложение 3)
Опыты с лентой Мёбиуса
1 опыт. Поставьте точку на одной стороне ленты и начертите линию вдоль неё.
Результат: линия проходит непрерывно по двум сторонам, заканчиваясь в начальной поставленной точке.
2 опыт. Попробуйте закрасить ленту Мёбиуса, а затем обычное кольцо.
Результат: лист Мёбиуса закрасился полностью, а вот у кольца одна сторона закрашена, а другая – нет.
3 опыт. Изготовим из бумаги паука и муху, и отправим их «гулять» сначала по обычному листу, а затем по листу Мёбиуса, при этом не пересекая края кольца и ленты.
Результат: на обычном кольце паук и муха никогда не встретятся, не пересекая края. На листе Мёбиуса паук и муха встретятся, не пересекая края, в любом случае.
4 опыт: разрежем кольца пополам вдоль. (Чтобы проверить, какая поверхность получилась, необходимо снова прочертить непрерывную линию.)
Результат: получилось два кольца, причем длина окружности каждого будет такой же, как длина окружности первоначально взятого. У листа Мёбиуса получилось одно большое кольцо, перекрученное в два раза (в виде восьмерки).
5 опыт: разрежем кольцо вдоль, отступив от края 1/3. (Чтобы проверить, какая поверхность получилась необходимо снова прочертить непрерывную линию.). Точно также разрежем и лист Мёбиуса.
Результат: получилось 2 кольца одно уже, другое шире. В листе Мёбиуса получилось два сцепленных друг с другом кольца, одно маленькое, другое – большое.
На основе проведенных опытов можно сделать вывод:
Лента Мёбиуса имеет только один край.
Имеет только одну поверхность.
Объекты по поверхности ленты будут двигаться бесконечно.
Лист Мёбиуса – топологический объект. Как и любая топологическая фигура, лента Мёбиуса не меняет своих свойств, пока ее не разрезают, не разрывают.
Применение ленты Мёбиуса в нашей жизни
Лента Мёбиуса получила своё применение во многих областях нашей жизни.
Лист Мёбиуса служил вдохновением для скульптур и для графического искусства. Одним из художников, кто особенно любил его и посвятил несколько своих литографий этому математическому объекту, был Морис Корнелис Эшер. Одна из известных – муравьи, ползающие по поверхности Ленты Мёбиуса. (Приложение 4)
Кроме того, Лист Мёбиуса встречается и в картинах других художников. (Приложение 5)
Встречается он и в архитектуре. Так, например проектирование национальной библиотеки в Астане по названием «Юрта Мёбиуса». Ее дизайн основан на сочетании четырех форм: кольца, ротонды, арки и юрты, при этом объединенных по принципу ленты Мёбиуса. Так же есть парковая скамья, повторяющая очертания ленты Мёбиуса, ротонда для любования пейзажем посреди поля и дом-гнездо на воде. Эти объекты вошли в шорт-лист общероссийской премии в области деревянной архитектуры АРХИWOOD. (Приложение 6).
Многофункциональный комплекс в стиле поп-арт, разработанный для вьетнамского города Хошимин. Со стороны, кажется, что этот комплекс похож на американские горки. Хотя основой для его внешнего вида стали вовсе не американские горки, а лента Мёбиуса. Общая площадь этого многофункционального комплекса составляет почти 632 тысячи квадратных метров, 37 этажей. На них распологаются 3 100 жилых квартир, офисные и гостиничные помещения, торговые залы и развлекательный центр.
В промышленности: полоса ленточного конвейера и шлифовальная лента выполнялись в виде ленты Мёбиуса для увеличения срока их эксплуатации. (Приложение 7).
В технике: были созданы особые кассеты для магнитофона, которые дали возможность слушать магнитофонные кассеты «с двух сторон», не меняя их местами. В матричных принтерах красящая лента также имела вид листa Мёбиуса для увеличения срока годности.
В искусстве: Лента Мёбиуса применяется для показа фокусов в цирке.
Модель ленты Мёбиуса полезна при проектировании углеродных нанотрубок. Тот же самый подход мог бы применяться при изучении биологических молекул, помочь в создании сложных лекарств. Лента Мёбиуса даже объясняет, почему шнур от телефонной трубки скручивается влево или вправо.
Выводы к главе 2:
Проектирование осваивается современным человеком в силу необходимости его применения. Зачастую человек, владеющий проектированием, бывает успешнее, чем не владеющий. В чем феномен проектирования, почему в современном обществе необходимо применять проектный подход, решая проблемы, принимая решение?
Современный уровень развития техники и технологий таков, что всё взаимосвязано. Деятельность современного человека может быть небезвредна. А значит, результаты ее необходимо предвидеть, гарантировать безвредность для человека и природы, просчитать экономическую эффективность, добиться оптимальности соотношения затрат и результативности.
Человек, принимающий решение, осмысливает ту ситуацию, в которой возникла необходимость принятия решения. Эта ситуация может быть связана с рядом проблем, которые затрагиваются при принятии решения. Работа с проблемой всегда связана с процессом принятия решения.
Для того чтобы принять ответственное решение, необходимо продумать
именно те проблемы, которые затрагиваются этим решением.
Метод проектов дает осознанное усвоение знаний, развивает не только интеллектуальные, но и личностные качества, повышается познавательная активность. Ведь согласно ФГОС нового поколения школа должна воспитать успешного и конкурентно способного человека.
Заключение
Метод проектов не является принципиально новым в педагогической практике, но вместе с тем его сегодня относят к педагогическим технологиям ХХI века. В настоящее время применение метода проектов связано, как и прежде, с идеей воспитания человека, «умеющего работать, постоянно проявляя свою инициативу, ставящего себе широкие практические задачи и умеющего их выполнить» (Е.С. Полат). Создание творческих проектов в настоящее время занимает одно из приоритетных мест программы по любому предмету.
Проектное обучение даёт развитие активной творческой личности, способной самостоятельно приобретать новые знания и умения. Этот метод позволяет учесть потребности, интересы, склонности, способности и возможности детей. Используя данный метод работы, я убедилась в том, что он позволяет развивать исследовательские, креативные, изобразительные способности школьников и создавать новые духовные ценности. Применение проектного, проблемного и поисково-исследовательского методов, всегда положительно влияет на качественные изменения личности обучаемого, такие как сообразительность, мышление, воображение, ответственность, память, внимание, сила воли, интеллект и творческие возможности человека.
Метод проектов способствует развитию знаний, умений, навыков для решения физиологических, эмоциональных, интеллектуальных, социальных потребностей.
Но нельзя не согласиться с мнением отечественных и зарубежных педагогов и психологов, согласно которому проектное обучение не должно вытеснять классно-урочную систему и становиться некоторой панацеей, его следует использовать как дополнение к другим видам прямого или косвенного обучения.
Список использованных источников и литературы:
Лазарев В.С. «Новое понимание метода проектов в образовании» // Проблемы современного образования. – 2011. - №6. - С. 35-43. URL: http://www.pmedu.ru/res/2011_6_5.pdf
Метод проектов. Д.п.н., проф. Полат Е.С., ИОСО РАО URL: https://docs.google.com/document/d/13xOCJ50yaEkIzYq2kuRf3nbzVDewud6fcIkMzFqyrq4/edit?pli=1#
Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пособие для студентов пед. вузов и системы повышен. квалифицир. пед. кадров / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров. – М.: Академия, 2002. – 272 с. URL: http://gigabaza.ru/doc/42-pall.html
Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа / [сост. Е. С. Савинов]. — М.: Просвещение, 2011. — 342 с. — (Стандарты второго поколения).
Сергеев И.С. Как организовать проектную деятельность учащихся: Практическое пособие для работников общеобразовательных учреждений. – М.: Аркти, 2014. – 80 с.
Ставрова О.Б. Использование компьютеров в школьных проектах. – М.: «Интелект-Центр», 2005. – 96 с.
Это интересно. Фракталы. Видео «Фрактал Мандельброта». URL: https://sites.google.com/site/kabmatematiki/eto-interesno/fraktaly
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рис. 1. Значок механико-математического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рис. 1. Изготовление листа Мёбиуса.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рис. 1 Фракталы.
Рис. 2. Дерево из фракталов.
Рис. 3. Фракталы в природе: ветки папоротника.
Рис. 4. Фракталы в природе: капуста Романеско.
Рис. 5. Фракталы в природе: ракушка наутилуса.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рис. 1. М.К.Эшер «Лист Мёбиуса II». Литография.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Лист Мёбиуса в картинах художников
Рис. 1. Корабль дураков в бесконечности.
Liza Ray - The ship of fools in infinity
Х.м., 70Х70, 2009
Рис. 2. Ребров Игорь. Кольцо Мёбиуса.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Лист Мёбиуса в архитектуре
Рис. 1.а. «Юрта Мёбиуса». Библиотека первого президента Казахстана в Астане.
Рис. 1.б. «Юрта Мёбиуса». Библиотека первого президента Казахстана в Астане.
Рис. 2. Парковая скамья «Бесконечность».
Рис. 3. Парковая скамья.
Рис. 4. Здание многофункционального комплекса Everrich 2 Apartments для вьетнамского города Хошимин.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Образцы конструкций, использующих лист Мёбиуса
а) б)
Рис. 1. Оконечность крыла.
Рис. 2. Силовая конструкция (квадратная), мешалка (большая круглая), винты, испытывающиеся на модели судна (два маленьких круглых).
Рис. 3. Трансформатор.
Рис. 4. Лента конвейера.