Kazanobr.ru | Электронный научно-методический журнал | Выпуск №43

Погружение в мир физики: от фундаментальных законов к технологиям будущего

Михеева О.Г.,
учитель физики
ГАОУ «ПК «Адымнар-путь к знаниям и согласию» г.Казани

Введение

Начало реализации данного проекта обусловлено рядом наблюдений, вызовов, характерных для современного школьного образования по физике:

1.Стандартизация. Учебная программа по физике, как правило, рассчитана на формирование базовых умений и знаний. Часто учителя вынуждены делать акцент на прохождении материала по списку, а не на его глубоком осмыслении.

2.Ограниченность времени. Учителя ограничены временными рамками, что часто затрудняет более детальное и глубокое изучение отдельных тем.

3.Теоретический характер преподавания предмета. В силу временных ограничений (2-3 часа физики в неделю), зачастую изучение предмета носит теоретический характер, с ограниченным количеством демонстрационных экспериментов и лабораторных работ, которые не всегда отражают практическую применимость физических законов в реальном мире.

4.Мотивация и неосведомленность о перспективах. Многие дети не осознают, как физические знания применяются в современных технологиях, науке и разного рода профессиях, что снижает их интерес к углубленному изучению предмета, а мотивация часто сводится не к искреннему интересу к предмету и его пониманию, а к необходимости получить хорошую оценку и сдать экзамен.

5.Отсутствие опыта в исследовании. У многих учащихся слабо развиты навыки проведения экспериментов, планирования, анализа данных, умения прогнозировать, делать выводы. А ведь это ключевые навыки для успешного становления в обществе «нужного человека»[7].

В традиционном преподавании физики не хватает глубины, практической направленности и междисциплинарных связей, что может снижать интерес учащихся к предмету. Физика воспринимается как сложная и абстрактная наука. Проект нацелен на преодоление этих барьеров, создавая условия для активного, увлекательного и осознанного изучения физики через вовлечение в исследовательскую деятельность и демонстрацию ее прикладного значения в современном мире [6].

Актуальность

1. Проект способствует развитию у учащихся познавательного интереса к предмету, что в свою очередь влечет за собой более глубокое понимание и усвоения полученных знаний. Способствует готовности применения этих знаний в дальнейшей жизни, а также расширению этих знаний на благо человечества.

2.К учащимся придет полное осознание ценности знаний по каждому из предметов. Изучаемы предмет станет «важным» и «полезным» в дальнейшей жизни.

3. Проект способствует расширению кругозора. Каждый ученик сможет себя почувствовать причастным к важным открытиям, посредством исследований, построения моделей, эксперимента, анализа полученных результатов. А самое главное не испугается проблем, с которыми ему предстоит встретиться в реальной жизни и с таким же творческим подходом решит их. Проект позволяет учитывать индивидуальные интересы и способности каждого ученика, предоставляя им свободу выбора темы и метода исследования. Это создаст условия «роста» тех, кто проявляет повышенный интерес и способности для тех, кто был равнодушен, открывая для них предмет с новой и увлекательной стороны. Учитель при этом выступает не только как транслятор знаний, но и как наставник, консультант [4].

4. способствует расширению возможностей информационно – образовательной среды за счёт формирования новой структуры обучения предметам естественнонаучного цикла, а также проект способен повысить качество обучения предметам естественнонаучного цикла, повышение уровня естественнонаучной грамотности обучающихся.

Цель проекта:

создать условия для глубокого, осознанного и практикоориентированного изучения физики, выходящего за рамки стандартной школьной программы, способствующие развитию исследовательских, аналитических и презентационных компетенций учащихся, а также формированию устойчивого интереса к науке и выбору профессий в сфере STEM.

Задачи проекта:

1.Внедрить в деятельность обучающихся механизм технологии «ПроКейсИз».

2. Сформировать подходы, способствующие углублению знаний, повышению уровня естественно-научной грамотности на уроках физики.

3. Расширить кругозор учащихся, познакомив их с областями физики, выходящими за рамки стандартной школьной программы, сформировать практические навыки (умение работать с оборудованием, создавать модели для исследований)

4.Развить исследовательские компетенции (научить формулировать гипотезы, планировать эксперименты, собирать и анализировать данные, делать выводы).

5.Продемонстрировать связь физики с другими естественными науками, развить у учащихся самостоятельность, творчество и коммуникативные навыки.

Реализация проекта

Нужного обществу выпускника, в условиях растущего спроса на STEM-специалистов, нам может помочь получить проектная деятельность, в комплексе с технологией «ПроКейсИз». «ПроКейсИз»- технология, включающая в себя компоненты проблемного обучения, решения жизненной ситуации(кейса) и изобретательской задачи (Рис 1.). Технология универсальна и может применяться для любого предмета как на уроках, так и во время внеурочной деятельности [1,5,8]. Углубленное изучение физики через проектную деятельность в сочетании с использованием технологии «ПроКейсИз» на уроках физики и внеурочной деятельности, даст возможность познакомить учащихся с реальными вызовами и областями применения физических знаний в инженерии, it, медицине, энергетике, космонавтике и других передовых отраслях. Это позволит развить стойкий интерес учащихся и поможет осознанно подойти к выбору будущей профессии, обеспечит более уверенный старт в профильных вузах [3].

Изучение физики невозможно без практических занятий. Только освоение инновационных методов дает представление о современной науке, что важно как для профессиональной ориентации обучающихся, так и формирования правильной научной картины мира [2]. Такую целостную картину мира поможет воссоздать технология «ПроКейсИз», структура которой изображена на рис.2

Структура технологии «ПроКейсИз» достаточно проста(Рис.2). В основе ее находится объект(предмет, процесс, явление).Объект выбирается наглядный, интересный, интригующий, с учетом темы урока. Далее учитель создает проблемный вопрос, ситуацию или подводит детей к созданию проблемного вопроса. Решить этот вопрос не так-то просто, ведь в его решении будет крыться «ключ». Чтобы решить проблему, учащимся необходимо провести эксперимент (проверить-добыть теоретические данные и соотнести их с практикой, провести исследование, подтвердить или опровергнуть убеждения и сделать вывод). После этого учитель закрепляет теорию и практику, предлагая учащимся кейс-задачу (ситуация из жизни, которую они вполне могут решить по имеющимся у них сведениям урока). Предложенная жизненная задача не так наглядна и проста, поэтому для решения нужно применить элемент исследования. Таким образом возникает интерес, возникает осознание применения знаний предмета в реальной жизни. И учащимся хочется еще больше добывать интересной информации. Ученики, благодаря технологии «ПроКейсИз» понимают, что изучаемый предмет – про жизнь. А отработав при помощи проекта загадочную и интересную тему, ребенок может раскрыть свой потенциал, подготовиться к будущему и в скором будущем помочь решить актуальные задачи человечества.

В рамках реализации проекта, был создан кружок внеурочной деятельности для учащихся 10-11 классов: «Погружение в науку о природе».

Деятельность учащихся и учителя: в рамках кружка, учащимся предоставляется возможность сделать индивидуальный или групповой проект по выбранной теме (тему выбирают либо самостоятельно, либо используют тему, предложенную учителем). Учитель помогает каждой группе углубиться в теоретический аспект выбранной темы, предоставляет ссылки на источники, дополнительные материалы. Координирует работу учащихся. Консультирует по результатам практических экспериментов, проверяет навыки работы с измерительным оборудованием и проверяет навыки компьютерного моделирования учащихся. По завершении учебного года (ориентировочно вторая половина апреля) планируется устроить «День физики» с демонстрацией проектов учащихся.

Уроки проходят с демонстрацией удивительных физических явлений, видеороликов о современных открытиях и технологиях в области физики. Осуществляется обзор интересных, неочевидных или современных областей физики (космология, нанотехнологии, квантовая механика, физика живого, физика спорта, физика ИИ и т.д.).

Обсуждение значения физики в повседневной жизни. Кружок способствует развитию исследовательских компетенций (умение учащимися формулировать гипотезы, планировать эксперименты, собирать и анализировать данные, делать выводы).

Занятия помогают научить учащихся устанавливать связь физики с другими естественными науками, развить у учащихся самостоятельность, творчество и коммуникативные навыки.

Заключение

В практике российского школьного образования, практически, отсутствует экспериментальная работа. В результате выпускники российских школ имеют отдаленное представление о том, что такое современный уровень исследовательской работы и что такое эксперимент [6]. Внедрение же данного проекта, способствует совершенно новому уровню развития не только учащихся, но и учителей. Ведь даже составление интересных, актуальных заданий, помогает порой открыть что-то действительно важное и новое не только для учеников, но и для себя.

Литература

1. Абилдина А.С. Кейс-технология как один из инновационных методов в образовании // Педагогическая наука и практика, 2019, №3(25), с 50-52.

2. Альтшуллер Г. С. Как научиться изобретать. — Тамбов: Тамбовское книжное издательство. — 1961.

3.Бедерханова, В.П. Совместная проектировочная деятельность как средство развития детей и взрослых / В.П. Бедерханова // Развитие личности. – 2000. – №1. – С. 24–36.

4. Лернер И. Я. Проблемное обучение. — М.: «Знание», 1974. — 64 с.

5. Махмутов М. И. Теория и практика проблемного обучения. Казань, 1972. С. 175 - 181.

6. Махмутов М. И. Современный урок: вопросы теории. М. , 1981. С. 103.

7. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С.Полат – М., 2000 2. «Обучение деятельности на уроках физики» Е.А. Румбешта, ж. «Физика в школе» №7. 2003.

8. Хуторской А. В. Дидактическая эвристика. Теория и технология креативного обучения. — М.: Изд-во МГУ, 2003. — 416 с.