Методические особенности реализации универсальных учебных действий на уроках физики

Соловьева Ольга Павловна,
учитель физики СОШ-20 Московского района г.Казани

«Учитель всегда невольно стремится к тому,
чтобы выбрать для себя удобный способ преподавания.
Чем способ преподавания удобнее для учителя, тем он
неудобнее для учеников. Только тот образ преподавания верен,
которым довольны ученики».
Л.Н. Толстой

Формирование познавательных универсальных учебных действий на уроках физики в основной общеобразовательной школе

Важнейшей задачей современной системы образования (согласно ФГОС основного общего образования второго поколения) является формирование совокупности «универсальных учебных действий», обеспечивающих «умение учиться», способность личности к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта, а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин. При этом знания, умения и навыки формируются, применяются и сохраняются в тесной связи с активными действиями самих учащихся. Универсальные учебные действия, разработаны группой ученых-психологов под руководством члена-корреспондента РАО, профессора МГУ А.Г. Асмолова. Методологической и теоретической основой универсальных учебных действий является системно-деятельностный подход.

Что дают универсальные учебные действия?

– обеспечивают учащемуся возможность самостоятельно осуществлять деятельность учения в ситуации выбора, ставить учебные цели в различных видах деятельности (при проведении эксперимента, исследования и т.п.), искать и использовать необходимые средства и способы их достижения, уметь контролировать и оценивать учебную деятельность, в том числе и при роботе в группе и ее результаты;

– создают условия развития личности и ее самореализации на основе «умения учиться» и сотрудничать со взрослыми и сверстниками. Умение учиться во взрослой жизни обеспечивает личности готовность к непрерывному образованию, высокую социальную и профессиональную мобильность;

– обеспечивают успешное усвоение знаний, умений и навыков, формирование картины мира, компетентностей в любой предметной области познания.

Рассмотрим познавательные УУД. В познавательные универсальные действия выделяют общеучебные действия, включая знаково-символические; логические и действия постановки и решения проблем. Они включают действия исследования, поиска и отбора необходимой информации, ее структурирования; моделирования изучаемого содержания, логические действия и операции, способы решения задач. В стандартах второго поколения рассматриваются следующие метапредметные результаты обучения физике в основной школе: овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей или явлений, что наиболее актуально для такого учебного предмета как физика. Где же идёт развитие познавательных универсальных учебных действий при изучении физики? Потребность в изучении физики формируется у учащихся в процессе реального усвоения ими физических теоретических и экспериментальных знаний. Данный процесс является цепным: успешное усвоение знаний ведет к возникновению новой познавательной потребности, которая в свою очередь способствует усвоению новых знаний.

Поэтому обратимся к использованию в современной школе такой технологии обучения учащихся, как развивающее обучение. В практике развивающего обучения изучение физики происходит в процессе осуществления учащимися учебной деятельности по решению системы учебных задач и направлено на усвоение теоретических знаний. Основные цели развивающего обучения:

1. Развитие у учащихся на материале физики мыслительных действий теоретического типа: моделирования физических процессов; способности выдвигать в ходе преобразования моделей гипотезы и находить способы их проверки через эксперимент; умение вычленять в ходе эксперимента данные и по ним соотносить модель с реальностью, обнаруживать проблемы, видеть ограниченность своего знания, ставить вопросы, развивать познавательные интересы.

2. Превращение учащегося в индивидуального субъекта учебной деятельности через разные формы сотрудничества со взрослыми, осуществление различных видов деятельности, разновозрастное сотрудничество с другими школьниками: самостоятельное выполнение функций контроля и оценки результатов учебной деятельности, развитие способности определять содержание очередной учебной задачи и находить способы ее решения, а затем и самостоятельно находить, ставить и решать учебные задачи; развитие умения самостоятельно работать с различными источниками информации. Содержание учебных действий, которые мы можем формировать при обучении физике следующее:

– действие постановки или принятия учебной задачи. К постановке учебной задачи учащиеся приходят при решении практической задачи, требующей поиска нового способа действий. Задача должна казаться на первый взгляд решаемой и лежать в зоне ближайшего развития учащихся. У них должен быть шанс самостоятельно обнаружить новый способ решения. Задача должна давать возможность "схватить" главное отношение, которое ляжет в основание нового способа и нового понятия;

– действие преобразования условий задачи и моделирования;

– решение учебной задачи учащиеся начинают с выделения основных свойств рассматриваемого объекта, замещения его знаковой моделью;

– выполнение эксперимента;

– выход на новую учебную задачу сначала с помощью учителя, а затем самостоятельно.

Дидактический аспект концепции изучения физики: учебный материал подается в форме экспериментальных и теоретических исследований Результатом этих исследований являются:

– исходные факты;

– эмпирические законы;

– модельные гипотезы;

– теоретические выводы;

– экспериментальная проверка теоретического предвидения.

В эксперименте учащиеся помещают предмет познания реально или мысленно в такие условия, в которых его сущность может раскрыться наиболее ярко, после чего этот предмет становится объектом реальных или мысленных трансформаций. Эксперимент включает этапы планирования, подготовки, проведения, вычленения данных, их анализа. Средством проведения физического эксперимента является прямое и косвенное измерение величин.

Вычленяя данные эксперимента, анализируя их, учащиеся формулируют результаты, рассматривают, подтвердилась ли гипотеза, адекватна ли реальности модель, полученная в ходе преобразования исходной модели. Выявленное несоответствие результатов эксперимента и предсказаний исходной модели ведет к определению границ данной модели, поиску ее преобразования или поиску новой модели, выдвижению новой гипотезы. Выдвижение гипотез, экспериментирование являются важнейшими средствами развития у учащихся мышления и воображения. В свою очередь воображение и творческие способности учащихся способствуют выдвижению гипотез и экспериментированию.

Результатом формирования универсальных учебных действий будут являться умения:

– произвольно и осознанно владеть общим приемом решения учебных задач;

– использовать знаково-символические средства, в том числе модели и схемы для решения учебных задач;

– уметь осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;

– уметь осуществлять синтез как составление целого из частей;

– уметь осуществлять сравнение, классификацию по заданным критериям;

– уметь устанавливать причинно-следственные связи;

– уметь строить рассуждения в форме связи простых суждений об объекте, его строении, свойствах и связях;

– владеть общим приемом решения учебных задач;

– создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задач;

– уметь осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения образовательных задач в зависимости от конкретных условий.

Поэтому обучение, в рамках которого возникает и развертывается учебная деятельность, обеспечивает развитие не отдельных психических процессов, а тех свойств школьника (в том числе и психических), которые необходимы для того, чтобы он мог стать субъектом данной деятельности, а в будущем – человеком, умеющим самостоятельно мыслить, принимать решения и реализовывать их.

Активные методы и формы обучения на уроках физики

Под активными методами обучения понимают такие способы и приемы педагогического воздействия, которые побуждают обучаемых к мыслительной активности, к проявлению творческого, исследовательского подхода и поиску новых идей для решения разнообразных задач.

Активные методы обучения (АМО) должны вызывать у обучаемых стремление самостоятельно разобраться в сложных профессиональных вопросах и на основе глубокого системного анализа имеющихся факторов и событий выработать оптимальное решение по исследуемой проблеме для реализации его в практической деятельности.

Активные формы занятий – это такие формы организации учебно-воспитательного процесса, которые способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению (усвоению) учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию обучаемых и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.

Активные формы и методы неразрывно связаны друг с другом. Их совокупность образует определенный вид занятий, на которых осуществляется активное обучение. Методы наполняют формы конкретным содержанием, а формы влияет на качество методов.

Если на занятиях используются активные методы, можно добиться значительной активизации учебного процесса, роста его эффективности. В этом случае сама форма занятий приобретает активный характер.

В настоящее время в высшей школе широко используются в учебно-воспитательном процессе следующие методы активного обучения:

– проблемный;

– диалоговый;

– игровой;

– исследовательский;

– метод проектов;

– модульный;

– опорных сигналов;

– критических ситуаций;

– автоматизированного обучения и т. д.

Активные методы обучения формируют у обучаемых не просто знания-репродукции, а умения и потребности применять эти знания для анализа, оценки и правильного принятия решений.

Использование АМО, их выбор определяются целями и содержанием обучения, индивидуальными особенностями обучаемых и рядом других условий.

Для успешного использования активных методов обучения необходимо соблюдать следующие педагогические условия активизации учебной деятельности обучаемых:

– знание сущности психических явлений, подлежащих активизации;

– знание приемов и способов управления этими психическими явлениями, средств педагогического воздействия;

– овладение методикой активизации учебной деятельности, приобретение опыта работы в этой области;

– волевая готовность к преодолению трудностей и срывов, которые могут возникнуть в процессе внедрения в практику активных методов обучения;

– учет мнения, запросов обучаемых, их отношение к методике активного обучения;

– избегать постоянного использования одних и тех же методов и приемов.

Рассмотрим более конкретно метод проектов и исследовательскую деятельность учащихся на уроках физики.

Метод проектов в физическом образовании

Одним из вариантов реализации познавательных универсальных учебных действий стал метод проектов, основоположник его Д. Дьюи обозначил: «Проблема в том, чтобы учебная деятельность и учение протекали естественно и создавали такие условия, вследствие которых учащиеся не смогут не научиться».

Он разработал метод проектов, при котором дети вместе с учителем проектируют один из вариантов решения какой – либо жизненно важной задачи, в ходе которого они приобретают универсальные знания умения и навыки исследовательской деятельности.

Проект – это самостоятельная творческая деятельность ученика по решению учебной проблемы, взятой из повседневной жизни. Формируются компетенции: коммуникативная, социальная, предметная (в области физики).

Как мы создаем проекты?

Начинаем с микропроектов.

Тема микропроектов – по заданиям учебника.

Работа ведется в группах по плану:

1. Выбор темы и задания с учетом интересов и возможностей учащихся.

2. Обсуждение планов действий. Консультации.

3. Обсуждение гипотез, выбор вариантов.

4. Постановка эксперимента, конструирование модели.

5. Обсуждение выводов.

6 .Оформление работы.

7. Планирование выступлений учащихся на уроке.

В 7 классе при изучении темы «Архимедова сила »можно предложить следующее проектное задание:

• изготовление артезианского водолаза.

Исследовательская деятельность на уроках физики в основной школе

Цель исследовательской деятельности - в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний. Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере.

Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности учащегося, а не получение объективно нового результата, как в "большой" науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности – в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т. е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).

Давайте проследим, как можно сформировать УУД на уроках физики при изучении конкретных тем школьного курса в 7 классе, работая по УМК А.В.Перышкина. Я предлагаю вашему вниманию свое видение формирование УУД на уроках по темам изучаемым в 7 классе, думаю что данный материал может стать ключевым блоком при составлении учителем-предметником календарно-тематического планирования.

7 класс. Тема урока «Действие жидкости на погруженное тело».

Во время объяснения нового материала учащиеся ставятся в ситуацию исследователя. Учитель демонстрирует обычный опыт по растяжению пружины под действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде. В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы. Именно теперь учитель предлагает перейти к серьезному научному исследованию, т. е. выяснить, от чего зависит выталкивающая сила.

Всякое исследование начинается со сбора и обсуждения фактов. Такие факты постепенно накапливаются в ходе беседы, когда учащиеся вспоминают различные явления природы и случаи из повседневной практики. Это помогает им сформулировать проблему урока и выдвинуть гипотезу.

Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит от объема погруженного тела, от его веса (или массы), от плотности жидкости, от глубины погружения тела, от формы тела. Учителю не следует отбрасывать неверные предположения: каждая из гипотез нуждается в экспериментальной проверке. Для этого на каждом столе приготовлены: рычаг, укрепленный на штативе, 2 стакана с водой, тела одного объема, но разной массы (калориметрические тела), поваренная соль, линейка, тела одинаковой массы, но разного объема (алюминиевый цилиндр из набора калориметрических тел и картофелина, предварительно обвязанные ниткой).

Учащиеся постепенно подвешивают тела к рычагу, добиваются его равновесия, а затем, погружая тела в воду, проверяют все выдвинутые гипотезы. При этом ученики, самостоятельно исследуя характер зависимости между физическими величинами, анализируют свои наблюдения, делают выводы, которые и приводят к окончательному построению теории (выводу формулы). За теоретическим толкованием формулы архимедовой силы может следовать экспериментальная проверка формулы с помощью опыта с ведерком Архимеда. В конце урока учащиеся снова анализируют факты, предлагаемые либо учителем, либо самими учениками, например: «На какое из тел действует большая выталкивающая сила?». «Почему все водяные растения обладают мягкими, легко сгибающимися стеблями?» и т. д. Приводимые факты и их объяснения можно снова проверить на опыте.

Таким образом, цикл научного исследования, на путь которого вступили ученики, оказывается замкнутым. Активность учащихся при проведении данного исследования способствует осознанию зависимости между конкретным и абстрактным содержанием темы, между практической и теоретической сторонами деятельности.

Так же можно предложить следующие домашние задания исследовательского характера:

• измерение физических характеристик домашних животных (раздел «Движение. Взаимодействие. Масса»);

• наблюдение за влиянием температуры на скорость диффузии (раздел «Строение вещества»);

• исследование свойств воды, находящейся в трех агрегатных состояниях (раздел «Строение вещества»);

При этом на различных этапах учебной деятельности формируются следующие УУД:

Познавательные. Учащиеся формулируют ответы на вопросы учителя в устной/письменной речи; выполняют задания для актуализации собственных знаний в соответствии с планируемыми результатами обучения, делают выводы, отличая факт от гипотезы, в результате совместной работы класса и учителя; предлагают разнообразные способов решения познавательных задач (анализ, синтез, обобщение в выводах); используют знаково-символьную информацию.

Коммуникативные. Оформляют свои мысли в устной и письменной форме; слушают и понимают физический смысл речи других учащихся класса и учителя.

Регулятивные. Учатся высказывать свои предположения (версии); принимают учебную задачу; адекватно воспринимают информацию учителя или товарища, содержащую оценочный характер ответа или выполнения действия.

Личностные. Понимают ценностные ориентиры и смысл учебной деятельности.

Одной из особенностей универсальных учебных действий является их универсальность, которая проявляется в том, что они носят надпредметный, метапредметный характер.

Осуществление «Метапредметности» на уроках физики может проходить следующим образом.

1) уроки с привлечением некоторых знаний учащихся из смежных предметов (физика, химия, астрономия, география и др.)

2) обобщающие уроки.

Первые из них проводят с использованием следующих приемов:

1. Домашние задания по другим предметам. Учащимся предлагают домашние задания по повторению ранее изучаемого материала по смежным предметам, необходимого для понимания вопросов, которые будут рассмотрены на следующем уроке. Задание должно быть конкретным. Организация такого повторения имеет свою специфику. Так, давая задание, нужно предварительно объяснить, как работать с опорным материалом (прочитать и усвоить, сравнить с тем явлением как описано и рассказано в учебнике, выписать в тетрадь определение, дать ответы на вопросы).

- Например, перед изучением теплоты сгорания топлива по «Физике» предлагают домашнее задание: повторить по учебнику «Химия» об энергетике процесса горения.

- При объяснении природы тока в электролитах привлекают знания учащихся об электролитической диссоциации и электролизе из курса химии.

- После объяснения условия плавания тел в жидкости школьникам в качестве упражнения, предлагают задание: объяснить роль плавательного пузыря у рыб с точки зрения физики. Сведения полученные на уроках по другим учебным предметам, чаще всего используются в качестве опорных знаний, либо для выдвижения проблемы, либо для углубления, расширения и закрепления знаний.

В любом из этих случаев используемый материал необходимо повторить, пользуясь по возможности теми формулировками и обозначениями которые были введены в смежном курсе. Если же обозначения иные, то необходимо показать идентичность.

2. Обобщающие уроки обладают большой возможностью систематизации знаний и навыков в отработке программного материала. Повышается роль новой формы занятий – метапредметные семинары.

Главная задача учителя – максимально инициировать самостоятельный поиск учащихся. Учитель должен стремиться к минимальному вмешательству в их учебную деятельность, лишь в случае необходимости организационно влиять на ситуацию, помогая учащимся продвинуться в поиске нового.

Литература.

1) Давыдов В.В. Проблема развивающего обучения. – М.: Педагогика, 1986. – 240 с.

2) Мыследеядельностная педагогика в старшей школе: новые формы работы с детьми (по материалам проекта «Инновационная сеть» «Мыследеятельностная педагогика»). – М.: АПК и ПРО, 2004. – 28 с.

3) Обновление содержания образования. Проблемы и перспективы/Серия: «Экспериментальная и инновационная деятельность образовательных учреждений города Москвы». – М.: Центр «Школьная книга», 2008. – 176 с.

4) Громыко Н.В. Способы обновления знаний. Эпистемотека: Руководство для управленцев и педагогов. – М.: Пушкинский институт, 2007. – 184 с.

5) www.glabrary.ru

Сертификат: