Использование метода проектов на уроках физики
Использование метода проектов на уроках физики
В современном естествознании физика является одной из лидирующих наук. Мир чрезвычайно разнообразен, а атомы, из которых состоят все тела Вселенной, совершенно одинаковы. Живые организмы состоят из тех же атомов, что и неживые. Цель физики заключается в отыскании общих законов природы и в объяснении конкретных процессов на их основе. Законы, которым следует природа, исключают чудеса, а познание этих законов позволит человечеству выжить.
Начиная изучать физику в 7х классах и до 11 класса, необходимо доказательно убеждать учащихся, что физика – это наука, которая познакомит их с наиболее общими законами природы, управляющими течением процессов в окружающем их мире и во Вселенной в целом, и что физика оказывает огромное влияние на различные отрасли науки, техники, производства.
Преподавание физики в настоящее время сопряжено с целым рядом трудностей, обусловленных переходом на профильное обучение на старшей ступени общего образования. С одной стороны, изучение физики ограничено рамками Базисного учебного плана, в котором для гуманитарных классов сокращено количество учебных часов или вовсе рекомендовано изучение интегрированного предмета “Естествознание”. С другой стороны, перед учителем физики поставлена задача формирования целостной естественнонаучной картины мира и надпредметных (междисциплинарных) ключевых компетентностей, которые сформулированы в “Концепции модернизации Российского образования на период до 2010 года”.
Изучение физики – это важное средство, помогающее школьникам освоить ту часть культуры, которая во много определяет лицо современной цивилизации. Выдающийся физик Дж.К. Максвелл считал, что “наука захватывает нас только тогда, когда заинтересовавшись жизнью великих исследователей, мы начинаем следить за историей развития их открытий”, поэтому одним из направлений работы в гуманитарных классах является изучение истории физики и техники.
Уникальность физики как учебной дисциплины состоит еще и в том, что обучающиеся вовлекаются во все этапы научного познания: от наблюдения явлений, выдвижения гипотез до их экспериментальной проверки. При этом у учащихся активно формируется научный стиль мышления. Поэтому в гуманитарных классах при изучении физики как один из методов обучения может быть использован метод проектов.
В основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического мышления, что как раз и направлено на формирование ключевых компетентностей. Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы, предусматривающей, с одной стороны, использование разнообразных методов, средств обучения, а с другой, интегрирование знаний, умений из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей. Результаты выполненных проектов должны быть, что называется, "осязаемыми", т.е., если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая, конкретный результат, готовый к внедрению. Ученики гуманитарных классов, у которых возникают объяснимые трудности с точными науками, с большой охотой принимают участие в изучении проблем, являющимися для них важными и значимыми. С особым интересом ученики работают над проектами с использованием информационных технологий. Внедрению таких проектов в школьную практику способствовала программа “INTEL обучение для будущего”.
В последнее время метод проектов становится в нашей стране не просто популярным, но и “модным”, что вселяет вполне обоснованные опасения, ибо, где начинается диктат моды, там часто отключается разум. В результате многочисленных проб и ошибок я твёрдо уверовала, что этот метод необходимо применять при изучении физики, но чётко себе представлять, кто и зачем будет участвовать в этом проекте и какой результат будет получен. Использование мною в течение долгих лет групповой работы на уроках физики плавно перешло в применение метода проекта при изучении отдельных тем курса физики как средней, так и старшей школы. Так, метод проектов впервые мною был использован при изучении темы “Оптика”. Творческое название проекта “Семейный альбом”, подразумевало самостоятельные исследования по вопросам “Эволюция фотоаппарата”, “Химическое действие света”, “Цветная и черно-белая фотография”. Результатом этого проекта стала научно – практическая конференция, на которой обсуждались не только теоретические вопросы темы, но и была оформлена выставка различных фотоаппаратов, стенды “Наша семейная реликвия” и “Моё хобби - фотография”. Об Интернете и персональных компьютерах, цифровых фотоаппаратах мы тогда даже и не слышали, а вот фотоаппарат Kodak, моментально выдававший цветное фото в нашей выставке уже присутствовал. Повальное увлечение лазерными указками (некоторое время наш город широко сотрудничал с Китаем, откуда было поставлено большое количество этих игрушек) мне тоже удалось направить в нужное русло. Все 29 человек одиннадцатого класса вдохновенно погрузились в проект “От фантазии к реальности”. Одни совершили путешествие по страницам научно-фантастических книг, другие по страницам медицинских журналов и клинике МКТ “Хирургия глаза”, открывшейся в Тамбове, третьи упорно искали информацию о применении лазера в промышленности, а самые продвинутые изучали возможности передачи информации по лазерному лучу. Итогом проекта стала галерея газет.
Всегда радуюсь, когда дети приходят с желанием поработать в индивидуальном проекте, значит, материал, изученный на уроках физики, пробудил интерес, заставил увидеть проблему, включил фантазию, побудил к творчеству. Вот темы последних индивидуальных проектов: “Физика и воинский устав”, “Физика и криминалистика”, “Сигнализация”, “Пакетный выключатель”, “Физика в игрушках”.
В этом учебном году вместе с учащимися 8 “Б” класса мы осуществили ещё один проект в рамках изучения темы “Виды теплопередачи”. Творческое название проекта звучало так “Три способа согреться”. Эта тема носит большой прикладной характер. В результате осуществления проекта, учащиеся не только усвоили механизмы передачи тепла, но и широко исследовали использование их в быту, технике, природе.
Цели и задачи проекта:
Формирование компетентности в области приобретения знаний из различных источников: учебника, дополнительной литературы, Интернета, CD, рассказа сверстника и т.д.
Формирование компетентностей в области обработки информации для предоставления её в различных видах.
Формирование компетентностей в сфере распространения знаний среди сверстников.
Изучить виды теплопередачи, сформировать умения описывать и объяснять механизмы передачи тепла от одного тела к другому.
Углубить знания учащихся о роли теплопередачи в различных областях человеческой деятельности.
Урок 1.
Этапы урока
Используемые методы, приёмы
Результаты
Актуализация знаний по теме “Внутренняя энергия тела и способы её изменения”
Фронтальная беседа
Учащиеся хорошо различают, когда ВЭ изменяется за счёт совершения работы, а когда за счёт теплопередачи.
Постановка проблемы
Проблемный метод
Проблема: как передают тепло (энергию) от одного тела к другому? Как путешествует энергия?
Формулировка гипотез для решения проблемы.
Фронтальная беседа с демонстрациями
Энергия может путешествовать тремя способами.
Выявление предмета (цели) исследования
“Мозговой штурм” по выявлению вопросов подлежащих исследованию в группах
Название способа передачи энергии, механизм передачи энергии, опыт, иллюстрирующий данный вид теплопередачи, использование данного вида теплопередачи, особенности данного вида теплопередачи.
Самостоятельная работа по изучению нового материала
Групповая форма организации познавательной деятельности
Каждая группа, проработав соответствующий § учебника, заполняет свою колонку в таблице “Виды теплопередачи”.
Закрепление новых знаний
Групповая форма организации познавательной деятельности
Работа с дидактическим материалом “Найди свою задачу и реши её”
Домашнее задание
Работа в парах
Заполнение таблицы “Виды теплопередачи”
Урок 2.
Проверка домашнего задания
Работа в парах
Первичная оценка знаний, выставление оценок в журнал по желанию.
Закрепление ЗУН
Физический бой
Выявлены вопросы, на которые ответить пока не можем.
Определение тем самостоятельных исследований
Фронтальная беседа
Создание мини-групп для решения проблемных вопросов
Определение способов и методов исследования
Дискуссия
Разработка хода исследования мини-проекта
Определение форм отчётности
“Мозговой штурм”
Распределение ролей для защиты проекта.
Домашнее задание
Групповой метод
Сбор информации по проблеме
Обсуждение вопроса об авторских правах
Объяснение учителя
Знакомство с критериями оценивания публикаций, презентаций, сайтов.
Урок 3.
Проверка домашнего задания
Групповая форма работы
Создание сценария защиты мини-проекта
Самостоятельная работа
Групповая форма работы
- Анализ собранной группами информации, полученной в результате самостоятельных исследований.
- Выводы по направлениям работы, аргументация
Домашнее задание
Групповая форма организации познавательной деятельности
Доработка проектов и подготовка их к защите
4 урок:
Защита проектов.
Проверка ЗУН.
Рефлексия.
Самостоятельные исследования учащихся:
Материалы, подготовленные группами для защиты:
Греет ли шуба?
Видеофильм
Можно ли считать воздух строительным материалом?
Сообщение
Растает ли лёд в кипятке?
Демонстрация и объяснение опыта.
Можно ли вскипятить воду в бумажной кастрюле?
Демонстрация и объяснение опыта
Почему дует от закрытого окна?
Сообщение, рисунки
На лёд или под лёд?
Сообщение, график
Как образуются бризы?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Как уберечь тепло?
Модель термоса
Что такое тяга?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Почему самолёты серебристые?
Информационный буклет
Какое время года у нас под ногами?
Информационный буклет
Как энергия путешествует через вакуум?
Информационный буклет
Задачи для закрепления знаний.
1. Почему ручки кранов у баков с горячей водой делают деревянными?
2. В каком платье летом менее жарко: в светлом или в тёмном? Объясните почему?
3. В какой обуви больше мёрзнут ноги зимой: в просторной или тесной? Почему?
4. Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопроводностью: медь, воздух, алюминий, вода, стекло, водяной пар?
5. Что остынет быстрее: стакан компота или стакан киселя? Почему?
6. Летом лёд сохраняют под слоем опилок и земли. Почему?
7. В алюминиевую и стеклянную кастрюли одинаковой вместимости наливают горячую воду. Какая из кастрюль быстрее нагреется до температуры налитой в неё воды?
8. Почему в холодную погоду многие животные спят. Свернувшись в клубок?
9. Почему весной снег тает быстрее в городе, чем в поле?
10. Обыкновенный или пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания? Почему?
11. Будет ли гореть свеча на борту космического корабля?
12. Зачем на нефтебазах баки для хранения топлива красят “серебряной” краской?
13. Необходимо быстрее охладить воду, налитую в бак. Что лучше сделать – поставить бак на лёд или положить лёд на крышку бака?
14. На каком из участков поля – покрытом снегом или льдом – лучше сохраняются озимые посевы? Почему?
15. Когда тяга в трубах лучше – зимой или летом? Почему?
16. Почему термосы изготовляют круглого, а не квадратного сечения?
17. Какие почвы при одинаковых условиях сильнее прогреваются на солнце – подзолистые или чернозёмные? Почему?
18. Какие фабричные трубы лучше: железные или кирпичные?
19. Где необходимо держать термометр для определения температуры воздуха – в тени или на солнце?
20. Чай сохраняют горячим в термосе. Можно ли сохранить в нём холодный морс?
21. Почему отопительные батареи в помещении располагают вблизи пола, а не у потолка?
22. Почему в низинах растения чаще гибнут от заморозков, чем на возвышенности?
23. Какие тела – твёрдые, жидкие или газообразные – обладают лучшей теплопроводностью? Почему?
24. В каких телах – жидкостях, твёрдых телах, газах – наблюдается конвекция? Почему?
25. Почему в комнате при температуре 20 0С мы чувствуем себя теплее, чем в воде при температуре 25 0С?
26. Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?
27. Когда парусным судам удобнее входить в гавань – днём или ночью?
28. Земля непрерывно излучает энергию в космическое пространство. Почему же Земля не замерзает?
29. В каком случае энергия передаётся излучением? Поясните на примере.
30. Какие из тел – твёрдые, жидкие или газообразные – обладают наименьшей теплопроводностью? Почему?
31. Почему листья осины “дрожат” в безветренную погоду?
32. Почему оконные стёкла начинают замерзать снизу и в большей мере, чем сверху?
33. Почему тонкая полиэтиленовая плёнка предохраняет растение от ночного холода?
34. В чашку налили горячий кофе. Что надо сделать, чтобы кофе остыл быстрее: налить в него молоко сразу или спустя некоторое время?
35. Какой из видов теплопередачи играет основную роль в нагревании воды в чайнике, стоящим на плите?
36. При какой температуре и металл, и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?
37. Необходимо побыстрее охладить бутылку с лимонадом. Куда для этого следует её поместить: в снег или в измельчённый лёд, если температура их одинакова?
38. В жаркий день сухой термометр показывает 35 0С. Изменятся ли показания термометра, если рядом с ним включить вентилятор? Рассмотрите два случая: термометр находится в тени и освещён солнцем
39. В каком случае кусок льда внесённый в комнату, растает быстрее: когда его просто положат на стол или когда сверху прикроют шерстяным платком?
40. Как устраивают теплицу? С какой целью? Почему внутри теплиц температура воздуха выше, чем снаружи?
Так интересным и увлекательным получился интегрированный урок истории и физики в 7 классе по теме “Сообщающиеся сосуды”. Основополагающим в данном проекте был вопрос: “Как сделать наш город красивым?”. Урок-защита проектов прошел в форме деловой игры “Патентное бюро”:
группа учеников-историков подготовила сообщение об истории изобретения и технических особенностях фонтанов , продемонстрировала фрагмент видеофильма;
группа учеников-литераторов прочитала отрывки из литературных произведений, в которых встречаются описания фонтанов;
группа учеников-изобретателей представила в классное патентное бюро свои изобретения – модели фонтанов, которые можно установить на улицах города. Кроме действующей модели “изобретатели” должны были представить: заявку на свое изобретение, технический чертеж модели, план части города, где предполагается установить данный фонтан, и оригинальное название фонтана. Во время защиты проектов, каждый “изобретатель” демонстрировал действующую модель фонтана, отвечал на вопросы членов патентного бюро. По итогам защиты проектов ученикам были вручены “Патенты на изобретение”. Оценка изобретений производилась по критериям, разработанным учениками-работниками патентного бюро.
Результаты обучения будут положительными, если использовать личностно-ориентированный подход. Под личностно-ориентированным подходом принято понимать методологическую ориентацию в педагогической деятельности, позволяющую посредством опоры на систему взаимосвязанных понятий, идей и способов действий обеспечить и поддерживать процессы самопознания, самореализации личности ребёнка, развития его неповторимой индивидуальности. При реализации такого подхода процессы обучения и учения взаимно согласовываются с учётом механизмов познания, особенностей мыслительных и поведенческих особенностей учащихся, а отношения «учитель – ученик » строятся на принципах сотрудничества и свободы выбора.
Актуальность личностно-ориентированного подхода объясняется тем, что развитие нашего общества требует формирования ярко индивидуальной, прагматичной, раскрепощенной, независимой личности, способной ориентироваться в быстро изменяющемся социуме.
Учащиеся 10 – 11 классов на уроках физики создают монопроекты или персональные проекты .
Цель монопроектов – непосредственное использование всех предметных навыков, полученных учащимися на уроках .
Персональный или монопроект демонстрирует уровень развития следующих навыков, способствующих организации эффектной деятельности:
Умение обнаружить проблемы;
Умение ставить адекватную цель;
Способность находить оптимальные и эффективные средства, методы для достижения поставленный цели;
Умение находить необходимую информацию с использованием современных технологий.
Классифицировать и систематизировать её.
Умение планировать деятельность, представляя весь процесс от начала до конца;
Умение представлять результаты своей деятельности (презентации);
Умение анализировать результаты деятельности Кроме этого учащиеся создают мультимедийные сценарии уроков .
Мультимедийные сценарии уроков выполняются в виде презентаций. Слайды презентаций содержат иллюстративный материал для урока, фрагменты видеофильмов, анимации. При подготовке презентации заранее продумывается структура урока, последовательность слайдов предполагает определенный темп и логику изложения материала, т.е. создаётся сценарий проведения урока.
Презентации демонстрируются самим учителем или учащимися с помощью переносного мультимедийного проектора, подключенного к компьютеру. Изображение проектируется на большой экран. При этом следует подчеркнуть, что компьютерная демонстрация физических явлений рассматривается не как замена реального физического демонстрационного опыта, а как его дополнение.
Темами таких мультимедийных презентаций были: «Электромагнитные излучения вокруг нас.», «Видимое излучение и его роль в нашей жизни».
Тема проекта : Электромагнитные излучения вокруг нас.
Эпиграф:
Радость видеть и понимать- есть самый прекрасный дар природы.
А.Эйнштейн.
Основополагающий вопрос:
Когда плоды цивилизации могут быть горькими?
Тема: ЭМИ и его влияние на здоровье человека.
Аннотация: Данный проект иллюстрирует взаимосвязь физических, валеологических, экологических явлений.
Учебные предметы: физика , биология, экология.
Участники: ученики11 класса.
Время проведения: 6 академических часов.
Информационные ресурсы: ссылка на мультимедео, Интернет-ресурсы, электронные энциклопедии, Intel «Обучение для будущего» (при поддержке Microsoft), литературные источники.
Цель проекта :
Продолжить формирование целостности представлений об окружающем мире
Приобрести навыки работы в команде, выработать умения самостоятельной работы с большим объёмом информации
Уметь выделять главное ,ставить цель и находить пути её решения
Задачи проекта:
Показать взаимосвязь физических, валеологических, экологических явлений
Научить пользоваться Power-Point, Microsoft Publisher для оформления результатов
Научить кратко излагать мысли устно и письменно
Темы самостоятельных исследований:
Электромагнитное излучение вокруг нас.
Здоровье человека в опасности!
Экологи не молчат!
Мы вам поможем.
Результаты исследований:
Презентации учащихся:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Этапы и сроки проведения проекта:
«Мозговой штурм» - 1урок (15 минут);
Формирование групп для проведения исследований, выдвижение гипотез решения проблем -1урок (20минут);
Выбор творческого названия - 2урок (20минут);
Обсуждение плана работы учащихся индивидуально или в группе - 2урок (20минут).
Обсуждение со школьниками возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав -3урок (20минут)
Самостоятельная работа групп по выполнению заданий – 4, 5 уроки
Подготовка школьниками презентации по отчету о проделанной работе - 6урок (10минут)
Защита полученных результатов и выводы - 6урок (30минут)
Структура учебно-методического пакета:
Описание проекта
Веб-сайт проекта
Образцы работ учащихся ,включающие:
разработки, мультимедийную презентацию, публикацию в виде буклета по теме исследования
Дидактические материалы: критерии оценивания презентации, буклета, веб-сайта
Методические материалы: рисунки, таблицы, иллюстрации
Организационные материалы: благодарность участникам проекта
Проверочная работа для учащихся:
Тест
Приложение:
Тест:
1) При каких условиях движущийся электрический заряд излучает электромагнитные волны?:
Только при гармонических колебаниях
Только при движении по окружности
При любом движении по окружности
При любом движении.
2) Какую функцию выполняет антенна радиоприёмника?:
Выделяет из электромагнитной волны модулирующий сигнал
Усиливает сигнал одной избранной волны
Принимает все электромагнитные волны
Принимает все электромагнитные волны и
выделяет среди них нужную.
3)Существует ли такое движение электрического заряда, при котором он не излучает электромагнитные волны?:
Такого движения нет
Существует -это равномерное прямолинейное движение
Существует -это равномерное движение по окружности
Существует- это движение с большой скоростью.
4) Какую функцию выполняет колебательный контур радиоприёмника?:
Выделяет из электромагнитной волны модулирующий сигнал
Усиливает сигнал одной избранной волны
Принимает все электромагнитные волны
Выделяет из всех электромагнитных волн совпадающие по частоте собственным колебаниям.
В своей работе я часто использую метод проектов , как один из элементов личностно-ориентированного похода. Этот метод интересен по двум причинам:
Во-первых: в условиях ещё существующей классно-урочной системы знаний, он наиболее легко вписывается в учебный процесс. Эта технология позволяет при интеграции в реальный учебно-воспитательный процесс достигать поставленных любой программой целей по физике другими методами .
Во-вторых: это истинно педагогическая технология, гуманистическая не только по своей философской и психологической сути, но и в чисто нравственном аспекте, обеспечивает успешное усвоение учебного материала всеми учениками, их самостоятельность, доброжелательность, коммуникабельность, желание помочь другим.
Проект рассматривается как эффективный способ развивающего и проблемного обучения, он всегда имеет сложный, вариантный, комплексный характер, он учит школьника мобилизовать, обобщать и интегрировать свои знания и умения, «втягивать» в проект значительно больший объём знаний, чем те, что даёт школа.
15