Роль исследовательских задач в обучении физики на примере «черного ящика»

, сотрудник кафедры развития физического образования, Центра дополнительного физико-математического и естественнонаучного образования ТГПУ.

Роль исследовательских задач в обучении физики на примере «черного ящика»

В настоящее время российское образование активно стремится к модернизации. Ведущим направлением является личностно-развивающий потенциал при решении новых задач в сфере образования. Анализ показал, что подобными вопросами занимались такие деятели как: , , . Работы, которых посвящены рассмотрению проблемы управления качеством образования в общеобразовательной школе. Мир, который окружает нас сегодня, динамично и очень быстро развивается. Новые технологии стремительно внедряются в нашу жизнь, имы не знаем, как в настоящее время поведет себя экономика страны, даже в конце этой недели. Следовательно, экономической отрасли необходимы хорошо подготовленные, креативные специалисты, с гибким мышлением и творческим подходом. Руководители Российской Федерации неоднократно, ставили проблему нехватки хороших специалистов с креативным мышлением и конкурентно способных, ими вполне могли бы стать молодые ученые, соискатели, выпускники ведущих вузов. Таких специалистов в первую очередь, нужно уметь готовить, и желательно со школьной скамьи.

Необходимым и актуальным в наше время является переосмысление, перестроение и модернизация процесса обучения. Физика это та наука, с которой ученик сталкивается каждый день не только на занятиях, а так же в жизни, возможно не осознавая этого в полной мере. Методика обучения в школах на сегодняшний день, диктует ученикам только шаблонное виденье ситуации, совсем небольшое пространство остается для творческого мышления, и применения не стандартных способов решений. Учителю на своих профильных занятиях рекомендуется, разрабатывать и реализовывать не только теоритический материал и подбор аналогичных задач, и физических экспериментов. Ему необходимо, реорганизовать свою работу, переосмысливать, переработать теоретическую и практическую значимость урока, таким образом, что позволит создать обучающую среду доступной для понимания и обогащения знаниями, а так же оставить место в ней для творческого подхода в решениях задач разного уровня. Так же необходимо применять в работе исследовательские задачи и практикумы. Специфика и направленность, которых, поможет ученику получить более продуктивные знания, реализовать свои способности и мыслительные процессы не в узком и шаблонном коридоре, а научит применять их в полной мере и объеме, в любой не стандартной ситуации, проявить опыт самостоятельной деятельности, активности и личной ответственности. Таким образом, у ученика будет активизироваться дивергентное мышление, что способствует ряду положительных тенденций психического, интеллектуального развития и личностных качеств таких как:

1.  Развитие чувства успеха (Ученик, сам решил задачу, опираясь на свои знания, мысли и действия, он сам нашел правильный ответ)

2.  Уверенность в том, что он добьется цели (Ученик выдвигает гипотезу, выстраивает перед собой последовательную цепочку, которая состоит из: цели и задачи, проверяет гипотезу, приходит к верному ответу)

3.  Укрепление веры в возможность преодоления трудностей ( Первоначально, ученик думает что, он ни когда не справиться с задачей, но в процессе решения, находит верный ответ)

Нами были изучены теоретически – содержательные условия формирования современного мировоззрения учителя физики в организации экспериментальной и исследовательской деятельности, методы и структуру современных физических явлений. В свою очередь мы разработали методику проведения физического эксперимента, которая поставлена на исследовательских задачах с использованием метода «Черного ящика». Комплекс по созданию «Черных ящиков», как показала практика, является материально не затратным. «Черные ящики» компактные, а значит удобные в использовании, имеют красивый дизайн, эргономичные, и экологически безопасны.

Апробация разработанной методики прошла на занятиях по физике в рамках «Летней школы» - 2013, которая проходила в Центре Дополнительного физико – математического и естественнонаучного образования ТГПУ. В эксперименте принимали участие ученики десятых классов из разных школ города Томска, для подготовки к ЕГЭ. Тема занятия: Полупроводники. Полупроводниковый диод. Данная тема выбрана не случайно, в школьном курсе уделяется не большое количество времени вышеуказанному материалу, поэтому, основной проблемой является не достаток полученных теоретических знаний, что способствует неумению решать задачи по выбранной теме.

Постановка занятий делилась на два этапа, первый этап включал теоретический материал, второй этап - решение исследовательских задач (практическая часть) :

Цель работы: Изучить основные свойства, характеристики и параметры полупроводниковых диодов. Экспериментально исследовать и определить, какая схема собрана внутри предлагаемого «Черного ящика» .

Приборы и оборудование: «Черный ящик» с четырьмя выводами, соединительные провода, омметр или мульти метр, включенный в режим омметра.

Каждый прибор состоит из:

1.  Непрозрачного корпуса

2.  Четыре клеммы

3.  Диод

4.  Перемычка

Решение исследовательской задачи:

1.  Ученику необходимо ознакомиться с предлагаемым ему «Черным ящиком»

2.  Сделать необходимые(предполагаемые) измерения

3.  Решить исследовательскую задачу (разгадать, какая схема собрана внутри «Черного ящика»)

4.  Нарисовать схему, которая скрыта в «Черном ящике » (занести полученный результат в протокол)

5.  Показать полученный результат преподавателю, объяснить полученный результат.

Ученики должны получить следующий результат (схемы):

№ 1 № 2 № 3

 

№ 4 № 5 № 6

 

№ 7 № 8 № 9

 

№10 №11 №12

 

№ 13 № 14 № 15

 

№ 16

 

Опыт показал, что каждый ученик, действуя индивидуально, искал для себя более приемлемый и быстрый способ решения исследовательской задачи. Один из учеников продемонстрировал необычный способ, его решение заключалось в составление матричной системы. Такой вид опыта показывает положительную тенденцию в развитие дивергентного мышления при использовании задач данного типа.

Решения задач исследовательского характера, безусловно, формируют не только дивергентное и логическое мышление каждого учащегося, а так же способствуют формированию следующих умений:

1.  Анализировать условие задачи

2.  Преобразовывать основную проблему в ряд частных проблем

3.  Составлять план и этапы решения проблемы

4.  Формировать гипотезу

5.  Проверять полученные решения теоритически и экспериментально.

Все вышесказанное говорит о том, что методика, разработанная на основе использования задач типа «Черный ящик», принципиально, эффективно применять на уроках физики как исследовательские задачи. Они способствуют наиболее явному восприятию физических явлений. На основе данных задач, формируется логическое и дивергентное мышление, и ряд личностных показательных характеристик у учеников старших классов. Исследовательские задачи такого типапомогают интегрировать теорию и практику. Данная методика позволяет демонстрировать умение каждого ученика, рассуждать, качественно использовать знание теоритического материала, самостоятельно и правильно пользоватьсясвоими приобретенными знаниями в решение не стандартных исследовательских задач.