ZAA1WKftoT

Анализируя опыт своей работы, считаем, что для выбора эффективных технологий обучения следует руководствоваться следующими прин-

ципами:

•технология обеспечивает интересные и разнообразные форма подачи материала;

•технология использует наглядно-образные компоненты восприятия;

•технология направлена на организацию самостоятельного получению знаний учащимися и разнообразные способы их представления;

•технология направлена на создание новых условий обучения, в которых ученик должен быть не пассивным созерцателем, а активным уча-

стником.

Технологии обучения физике не могут рассматриваться в отрыве от содержания образования, и тем более в отрыве от изменений в содержании образования. Они должны помочь учителю сделать учебный материал доступным для любого учащегося, а учащемуся лучше понять содержание

учебного материала и использовать его для решения практических проблем. Для этого в большей степени подходят информационные технологии в сочетании с технологиями проектной деятельности.

Особенности и возможности применения проектной технологии

впроцессе обучения физике

1.Сущность современной трактовки метода проектов.

Основу проектной деятельности составляет проектный метод, получивший распространение в 1919 г. в Америке, разработанный на идеях Дьюи, Лая, Торндайка и других американских ученых. Выражением общей направленности дидактических поисков этого периода могут служить следующие слова Д. Дьюи: «Необходимо найти те условия, в которых учебная работа и учение протекали бы естественно и в которых учащиеся не смогут бы не научиться» [70]. На основе теоретических построений Д. Дьюи и его последователей была разработана проектная система обучения, или метод проектов. В России данный метод получил широкое распространение после издания брошюры У.Х. Килпатрика «Метод проектов. Применение целевой установки в педагогическом процессе» (1925 г.), однако в дальнейшем был подвергнут критике и отменен.

Сегодня школьная практика вновь обращается к методу проектов, но уже как к комплексному обучающему методу, который позволяет индивидуализировать учебный процесс, дает возможность учащемуся проявить самостоятельность в планировании, организации и контроле своей деятельности. В своей статье «Метод проектов как частный случай интегративной технологии обучения» Р. Гузеев подчеркивает: «Проектное обучение поощряет и усиливает истинное учение со стороны учеников, потому что оно:

100

•личностно-ориентированное;

•использует множество дидактических подходов – обучение в деле, независимые занятия, совместное учение, мозговой штурм, ролевая игра, эвристическое и проблемное обучение, дискуссия, командное обучение;

•самомотивируемо, что означает возрастание интереса и вовлеченности в работу по мере ее выполнения;

•поддерживает педагогические цели в когнитивной, аффективной и психомоторной областях на всех уровнях – знания, понимания, применения, анализ, синтез;

•позволяет учиться на собственном опыте и опыте других не начетнически, а в конкретном деле;

•приносит удовлетворение ученикам, видящим продукт своего собственного труда» [53].

Т.И. Шамова определяет теоретические позиции проектного обуче-

ния следующим образом:

–Образовательный процесс строится не в логике учебного предмета,

ав логике деятельности, имеющей личностный смысл для ученика, что повышает его мотивацию в учении.

–Комплексный подход к разработке учебных проектов способствует сбалансированному развитию основных физиологических и психологических функций ученика.

–Глубокое, осознанное освоение базовых знаний обеспечивается за счет универсального их использования в разных ситуациях.

–Гуманистический смысл проектного обучения состоят в развитии творческого потенциала учащихся.

Наше исследование показало, что, основываясь на наиболее значимых свойствах данного метода, метод проектов можно характеризовать как современную форму организации самостоятельной исследовательской деятельности учащихся, которая позволяет привлечь их внимание и развить интерес к предмету-физике.

В исследовании основное внимание уделяется образовательному проекту. Образовательный проект – это форма организации занятий, пре-

дусматривающая комплексный характер деятельности всех его участников по получению образовательной продукции за определенный промежуток времени – от одного урока до нескольких месяцев (А.В. Хуторский).

Образовательный проект в контексте физического образования, в нашем понимании, это самостоятельная творческая работа ученика по решению учебной проблемы, приближенной к практической жизни. Данное понимание исходит из того, что в основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания и ориентироваться в информационном пространстве.

101

2. Рассмотрим возможности, открываемые использованием про-

ектных технологий.

А. Развитие творческого потенциала учащихся.

Творческий потенциал у учащегося может развиваться только в том случае, если у него возникает постоянное желание познать сущность явлений, фактов, законов; желание что-то создавать, открывать для себя и окружающих. Не все новое, что встречается учащемуся в окружающей жизни, становится предметом его интереса. Но учащемуся требуется освоить не только тот материал, который ему интересен. Это противоречие возможно устранить через использование технологии проектного обучения. Проектный метод позволяет строить так обучение, чтобы ученик понимал и принимал цели, поставленные учителем. Выбрав тему проекта, учащийся мобилизует свой творческий потенциал для реализации этих це-

лей.

Б. Развитие глубокого, осознанного освоения базовых знаний за счет

универсального их использования в разных ситуациях.

Приведем пример. В основной школе изучается тема «Невесомость». Учащиеся выполняли проект, в котором рассматривали различные примеры взаимодействия тел (внутри и вне космического корабля, на других планетах, изменение траектории полета корабля и космических тел, в случае их приближения к Земле и др.). При изучении темы «Тепловые процессы» учащимся был предложен микропроект «Будет ли гореть спичка и свеча в кабине космического корабля». При изучении темы «Капиллярные явления» рассматривался проект «Выращивание растений в условиях невесомости».

Использование метода проектов позволяет возвращаться к изученному материалу, рассматривать его с новых позиций, и тем самым, показать значимость и ценность изучаемого материала, что способствует осознанному его

усвоению.

В. Формирование у учащихся методологической грамотности.

Основные методы научного познания, используемые учащимися в работе над проектами разных типов показаны в табл. 3.5.

Таблица 3.5

102

При работе над любым проектом у учащихся развивается умение обозначать проблему, выдвигать гипотезы, собирать информацию, обоб-

щать и обосновывать, выделять главное, делать выводы.

Г. Обеспечение развития механизма критического мышления школь-

ника, поиска пути решения поставленной задачи.

Развитие критического мышления происходит при анализе информации, отборе и сопоставлении необходимых фактов, установлении ассоциаций с ранее изученными или новыми качествами явления, в умении рассматривать изучаемый объект во взаимосвязях с другими объектами.

Все эти механизмы включаются при работе над проектом.

Д. Развитие умения учащихся ориентироваться в информационном

потоке: самостоятельно добывать знания, расширять свой кругозор.

Умение ориентации развивается и отрабатывается на основе частого вхождения в информационный поток. Работа над проектом невозможна без поиска нужной информации, красочной иллюстрации, занимательной анимации. В процессе работы над проектом учащийся отбирать нужную информацию из разных источников анализирует ее, систематизирует и обобщает полученные данные в соответствии с поставленной познавательной зада-

чей.

Е. Развитие умения представлять результаты своих исследований.

Учащемуся необходимо объяснить главную цель представления проекта – познакомить одноклассников с результатами своей работы. Для этого учащейся должен рассказать, какая проблема исследовалась в проекте, на какие вопросы был самостоятельно найден ответ, о задачах, этапах работы над проектом, использованных ресурсах, результатах, выводах. После краткого обсуждения подготовиться к защите проекта: ответам на вопросы.

Целью любой проектной деятельности является достижение реального результата, готового к применению.

Виды проектов, используемые для обучения физике

Наше исследование показало, что виды проектов разнообразны. С. Хейнс выделяет следующие четыре основные категории проектов: информационный и исследовательский; обзорный; продукционный; проектыинсценировки или организационные проекты. Практически все они могут быть использованы в учебном процессе по физике. Всякий проект требует творческого подхода, поэтому любой проект можно назвать творческим, но классифицируют проекты по доминирующим аспектам. В рамках исследования считаем необходимым, дать характеристику таких видов про-

ектов, которые ориентированы на специфические свойства учебного предмета – физики. Это информационный, исследовательский и конструкторский проекты.

103

Исследовательские проекты имеют структуру, приближенную или полностью совпадающую с подлинным научным исследованием. Работа над таким проектом основана на развитии умения осваивать окружающий мир на основе научной методологии, что является одной из важнейших задач общего образования.

Пример исследовательского проекта: Придумать способ сортировки помидоров. Проблема: Урожай приусадебного участка рассортировать не

так уж сложно. Но плоды огромного поля, да еще в сжатые сроки, разде-

лить по степени спелости чрезвычайно трудно. Как можно ускорить этот процесс? Решение: Способы сортировки могут быть различными, но боль-

шинство проектов, представленных учащимися, основывались на законе Архимеда и на разделении отраженного света с помощью 3-гранной приз-

мы со светофильтрами и фотодиодами.

Конструкторские проекты стимулируют возникновение ситуаций, в которых учащиеся развивают способность нестандартного мышления. Структура этих проектов, чаще всего, бывает такой: постановка задачи, рассмотрение возможных вариантов решения и выбор оптимального варианта, натурное моделирование.

Пример конструкторского проекта: «Лежачий полицейский», вырабатывающий энергию (пат. 2160849). Один из методов борьбы с водите-

лями-лихачами на дорогах это «спящие полицейские», представляющие собой выступы плавного очертания на дорожном полотне. Приближаясь к ним, водители сбавляют скорость, чтобы не поломать рессоры. Такая круглосуточная, без перерывов вахта заметно снижает число дорожно-транс- портных происшествий. Получается дешево и эффективно, но есть проблема: если не заметишь «полицейского», особенно в темноте, можешь сломать машину. Значит, надо освещать данный участок дороги и установить светящийся знак. Но тянуть провода издалека, чтобы запитать редкие фонари на какой-нибудь малонагруженной дороге, слишком дорого. Предложено немало остроумных решений проблемы автономного энергоснабжения каждого фонаря или знака – ветряные, солнечные микроэлектро-

станции с солидными аккумуляторами. Но все это слишком дорого. Предложите свой проект освещения объекта.

При работе над проектом учащимся пришлось обратиться к таким темам физики, как «Генераторы электрической энергии», «Электрические цепи», «Простые механизмы». Учитель оказывал помощь учащимся в поиске необходимых материалов, обсуждал с ними способы замыкания электрической цепи, когда автомобиль приближается к объекту, виды передачи механического движения, насколько важно, где находится точка вращения рычага, движущая объект. Что касается технологического процесса, технической и практической стороны вопроса, учащиеся работали самостоятельно, постепенно совершенствуя свое устройство.

104

Информационные проекты направлены на сбор информации о какомлибо объекте, явлении; ознакомление участников проекта с этой информацией, ее анализ и обобщение фактов, предназначенных для широкой аудитории. Такие проекты так же, как и исследовательские, требуют хорошо продуманной структуры, возможности систематической коррекции по ходу работы над проектом [184]. Примеры проектов приведены в приложении 2.

В реальной практике чаще всего приходилось иметь дело со смешанными типами проектов, в которых в той или иной степени присутствуют признаки проектов всех типов (это просматривается и в приведенных примерах).

Особенность физики такова, что при ее изучении формируются умения и навыки в применении знаний для решения технических задач. В задачу учащихся, работающих над такими проектами, входило – получить новый продукт, решить научную, техническую или иную проблему. При такой работе, по мнению психологов, развивается проектное мышление, которое активизирует сферу когнитивных способностей, на стороне которой значительная часть всех способностей вообще. В систематическом формировании проектной стилистики мышления в процессе обучения специалисты видят реальные возможности для расширения пространства мышления. Развитие такого нового стиля мышления, такого гибкого междисциплинарного понимания задачи должно начинаться достаточно рано и систематически продолжаться в течение всех лет обучения.

Для ознакомления учителей с проектными технологиями в МГГУ был проведен семинар, на котором были обсуждены проекты разных типов, продемонстрированы компьютерные проекты по физике. Во время разработки образовательных проектов с учителями была выработана следующая их классификация и предложены некоторые темы исследований:

•экспериментальное изучение природных явлений (влияние полярных сияний на радиационный фон Земли; зависимость направления ветров от изменения температуры воздуха и атмосферного давления; установление связи между выпадением осадков в виде дождя и снега от влажности воздуха; наблюдение и фиксирование точки восхода Солнца в разные дни на широте Мурманска);

•исследование технических процессов (как усовершенствовать морозильную камеру холодильника, чтобы в ней не намерзал лед; усовершенствовать очистку выхлопных газов; исследовать, например, параметры механической игрушки: жесткость пружины, скорость перемещения или высоту прыжка);

•сборка электрических конструкций с заданными параметрами (например, различных средств сигнализации: предложить конструкцию сигнализатора дождя, регулятора комнатной температуры, звукового сигнализатора восхода и заката Солнца, регулятора влажности и др.);

105

•создание теоретических проектов, фантастических и социальных разработок (как сделать колесный вездеход с большими надувными шинами устойчивым?);

•конструирование объектов с заданными свойствами (измерителя фокусного расстояния очковых линз; поглощения света светофильтром, толщины бумаги, прочности нити).

Сучителями были согласованы темы по физике, на которые студенты физики-информатики выходят на практику и темы проектов, которые они сами разработают к этому времени и включат их в свои уроки, а также темы проектов для совместной работы со школьниками.

Для учащихся были предложены и разработаны следующие темы

информационных проектов:

для 7 класса – «Применение сообщающихся сосудов», «Плавание судов», «Использование простых механизмов»;

для 8 класса – «Тепловые явления», «Электронагревательные приборы», «Путешествие по электрической цепи»;

для 9 класса – «Невесомость», «Движение тел на поворотах», «Реактивное движение», «Механический резонанс»;

для 10–11 классов – «Оптические приборы», «Жидкие кристаллы»,

«Источники энергии» и др.

Темы исследовательских и конструкторских проектов:

Для 7 класса – проекты по созданию моделей фонтанов, картезианского водолаза, ареометра, гидравлического пресса.

В 8 и 10 классах учащимся было предложено выполнение проектов, связанных с составлением электрических цепей:

–спроектировать схему включения трех одинаковых нагревательных элементов электроплиты, позволяющую получить максимальную или минимальную теплоотдачу;

–выполнить на макете монтаж квартирной электропроводки;

–собрать материал о проводниках, полупроводниках и диэлектриках

иразработать стенд, показывающий их назначение и применение;

–спроектировать устройство, вдвое уменьшающее мощность, потребляемую паяльником, в момент, когда его кладут на подставку (после

изучения устройства и работы полупроводниковых диодов).

В 9 и 11 классах предлагалось изготовление различных сигнальных устройств: сигнализатора дождя, регулятора температуры в теплице; выполнение компьютерных проектов, например, объясняющих движение Луны вокруг Земли, смену времен года на Земле и др.

Таким образом, при разных типах проектов их тематика может касаться конкретного теоретического вопроса школьной программы или практического вопроса, актуального для практического применения. Проекты могут быть разнообразными по оформлению: например, макет объекта, электрическая схема, электрическая или механическая игрушка, видео-

106

фильмы, рекламный ролик и т.д. В любом случае образовательный проект обязательно должен быть материализованным результатом деятельности учащихся.

Принципы организации работы учащихся по проектному заданию

В процессе исследования возник вопрос: как организовать работу по проектному заданию, чтобы оно было интересно ученику и подсказывало план его дальнейших действий? Некоторые учителя предлагали рассматривать проект как алгоритм, по которому ученик будет продвигаться от одного действия к другому, поэтому необходимо четко обозначить этапы проекта. Другие педагоги считали, что данный метод это модель развития творческого мышления учащихся, потому основные этапы проектов можно указывать лишь ориентировочно. В итоге было решено, что слишком детализировать деятельность учащихся в их работе над проектом не следует, но общие правила работы над проектом необходимо указать. Такими

принципами организации учебной деятельности следует считать: опреде-

ление темы и цели проекта; его актуальности; установление проблемы; определение задач; планирование работы над проектом; анализ результатов, представление проекта. Именно с позиций этих принципов разра-

ботаны методические рекомендации по организации деятельности учителя и учащегося над информационным проектом (табл. 3.6).

107

ЭТАП ТРЕТИЙ: ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Учителя экспериментальных образовательных учреждений апробировали метод проектов на учебном материале. Осмысление дидактической сущности данного метода происходило в процессе решения той или иной практически или теоретически значимой проблемы. В одной из школ учащиеся приступали к изучению темы «Звук». На первом уроке изучения данной темы учитель познакомил школьников с основными представлениями о природе звуковых колебаний и их параметрами, свойствами и распространением звуковых волн, показал на конкретных примерах, сколько интересных вопросов

108

можно разобрать. Далее учащимся было предложено всем вместе разработать учебный проект по данной теме. На итоговом уроке учащиеся представляли результаты своих исследований в рамках общего проекта. Фрагмент проекта по теме «Что такое звук?» представлен в приложении 2.

Следует отметить, несмотря на то, что при разработке данный проект был заявлен как информационный, в нем кроме теоретических исследований, присутствовали экспериментальные и конструкторские задания. Работа над проектом проходила и дома (в большей степени на компьютере), и в школе: в кабинете физики учащиеся готовили опыты и демонстрации, макеты выполняли в мастерских, работали в школьной библиотеке, в кабинетах информатики и, по возможности, в кабинетах физики, использовали компьютеры.

Представление результатов исследований проходило в форме:

•презентации сообщений участниками проекта;

•представления информационных бюллетеней с развернутыми ответами на вопросы;

•демонстрации опытов и моделей.

Учащиеся в процессе работы над проектом изучали реальные процессы и конкретнее ситуации, приобщались к конструированию конкретных объектов.

При положительной оценке метода проектов, учителя отмечали, что успех всего проекта зависит от правильной организации работы на отдельных этапах и что:

А. Работа над проектом будет более эффективной, если помочь ученику (или группе) составить лист планирования его (или их) деятельности

(табл. 3.7).

Работа по созданию таких листов объединяет деятельность учителя и ученика. Ученики, которые находят интересный материал, делятся впечатлением с учителем. Их размещение на стенде в кабинете физики значимо для учащихся – их труд отмечен.

Б. Удачно выполненный проект заставляет учащихся поверить в собственные силы, рождает новые идеи и замыслы, что дает возмож-

ность в дальнейшем продолжить исследование.

Интересно в этом плане высказывание одного из участников проекта: «Было предложено продумать исследование по теме «Звук». Я задался вопросом, – в каком диапазоне могут слышать мои уши, и провел эксперимент. Заключался он в следующем: я с помощью программы Sound Forge, установленной на компьютере, создавал синусоидальные колебания различной частоты и пытался определить граничные частоты своего слухового диапазона. Оказалось, что полосу 20 Гц – 20 кГц я слышу вообще свободно. Более того, мой диапазон простирается вверх до 21 кГц и вниз – до 12 Гц! То есть я могу воспринимать эти частоты уже на пределе слышимости. Вот это да, никогда бы не подумал о себе такого!».

109