автор: Полежаева Алла Валерьевна
учитель физики МБОУ СОШ №82
Развитие когнитивных способностей учащихся на уроках физики
Развитие когнитивных способностей учащихся на уроках физики
Полежаева Алла Валерьевна
учитель физики
МБОУ СОШ №82
г. Новосибирск
Новое время и новые требования к учебному процессу изменяют и форму работы учителя. Давно отошли в прошлое и классический урок, состоящий из опроса, объяснения новой темы и закрепления, и главные средства обучения: доска и мел. Свою глобальную задачу в изучении физики я вижу в том, чтобы ученик в своих каждодневных делах мог использовать свои знания с уроков физики. Я учу своих учеников не просто запоминать готовые знания, а активно заниматься исследованиями, поиском интересного.
В 7-9 классах основной стратегией является связь теоретических знаний с практикой. Для решения этой задачи создано интерактивное приложение «Физика для чайников». В течение многих лет учащиеся не просто им пользуются на уроках или при выполнении домашнего задания, а сами пополняют его новыми материалами. Учащиеся снимают какое-либо физическое явление встречающееся в нашей повседневной жизни и обязательно снимают видеоответ, содержащий объяснение данного физического явления с точки зрения физики. Важно: чтоб ученик сам в повседневной жизни смог увидеть интересное явления, зрелищно снять видеоролик и, самое главное, дать правильное объяснение с точки зрения физики. Важно, когда ученики пытаются найти физику, там где казалось бы ее нет: в мультфильмах, в художественных фильмах, в повседневных делах. На специально отведенных уроках проводится обсуждение новых «находок». Каждый учитель физики скажет, что у нас две беды: ученики не умеют решать задачи и не могут качественно сделать лабораторную работу. Я начинаю решать эти проблемы сразу как только начинается изучение физики в 7 классе, а именно в изменении подхода в проведении лабораторных работ. Перед проведением лабораторной работы предлагается решить задачу различными способами: теоретическим и практическим. Во-первых, это дает возможность научить учащихся на самом первом этапе разным методикам решения физических задач, а во-вторых, формируется навык проведения лабораторной работы не как изолированного, абстрактного задания, а как небольшой исследовательской работы.
Совершенно другой подход к учебному процессу в 10-11 классах. Несмотря на то, что я продолжаю учить ребят решать физические задачи и проводить лабораторные работы, но делаю это иначе, чем в среднем звене. Для этого я провожу два профильных курса. Первый, он называется «Решение физических задач с применением элементов матанализа». И основная его цель – это интеграция знаний физики и математики, умение школьника осуществить межпредметные связи и использовать математический аппарат для решения физических задач. Второй курс «Использование цифровой лаборатории «Архимед» для решения экспериментальных задач по физике». Данный курс проводит интеграцию физики и информатики. Использование миникомпьютеров для проведения лабораторных работ, дает точнее результат по сравнению с обычным оборудованием, а главное дает возможность проверке данных полученных при решении теоретических задач, учит анализировать полученные результаты, проверять их достоверность, выявлять зависимость между величинами.
В общеобразовательной школе предметы естественнонаучного цикла изучаются разрозненно в пределах обязательного минимума, в результате у учащихся недостаточно систематизированных знаний о природе. Решить эту проблему позволяет интеграция предметов. Одной из форм реализации интегрированного подхода к обучению является установление межпредметных связей на уроках естественного цикла. Интегрированный характер получаемых знаний дает возможность применять их в конкретных ситуациях, при рассмотрении частных вопросов, как в учебной, так и во внеурочной деятельности, в будущей производственной, научной и общественной жизни выпускников средней школы. Реализация этого подхода в современной школе возможна через: проведение интегрированных уроков, выполнение интегративных заданий, решение межпредметных проблемных ситуаций, работу над межпредметными проектами и т.д. Рассмотрим несколько примеров.
Интегрированное задание «Вода вокруг нас»: учащимся предлагается провести эксперимент, воспроизводящий процесс разрушения горных пород, форм рельефа и сооружений и зданий, определить плотность воды, используя для этого исследования как небольшие образцы различных горных пород (гранит, мел, известняк, мрамор, мягкий песчаник); так и образцы строительных материалов (кирпич, бетон, цемент) и лабораторное оборудование (весы, мензурка). После выполнения этого исследования ребята составляют отчет о его проведении, иллюстрируя полученные результаты. При подготовке иллюстративного материала школьниками широко используются цифровые фото и видеоматериалы, возможности графических и текстовых редакторов, электронных таблиц и так далее. После заслушивания и проверки отчетов учащимся предлагается обсудить и сформулировать ответы на предметные вопросы и задания:
по биологии: какое значение для живых организмов имеют процессы, наблюдаемые в данном эксперименте? Какую роль играет вода в клетке и в организме, какие свойства воды наиболее важны для жизни?
по физике: какие особые физические свойства воды (льда) позволяют объяснить результаты этого эксперимента? Где и как в природе проявляются эти особые физические свойства воды (льда)?
Проблемные ситуации и задачи межпредметного содержания:
- Первая в мире электростанция, использующая для выработки электричества явление осмоса, открылась 24 ноября 2009 года в Норвегии. Объясните принцип работы такой электростанции (география, физика, химия).
- Известно, что учёные пытаются воспроизвести естественный процесс фотосинтеза. Этот проект называется «Искусственный фотосинтез». Какие экологические проблемы поможет решить использование искусственного фотосинтеза в промышленных масштабах (биология, география, физика)?
- В качестве возобновляемого источника электроэнергии лондонские архитекторы собираются использовать вибрации от проезжающих грузовиков, проходящих поездов и даже пешеходов. Для эксперимента новую технологию внедрят в лестницу: «впитывать» энергию шагов она будет посредством гидравлических или пьезоэлектрических элементов. Авторы проекта полагают, что эта система сможет получать от каждого прошедшего человека 3-4 ватта, примерно половину от тех 6-8 ватт, которые каждый человек, якобы, тратит, при ходьбе по ступенькам. Какие превращения энергии будут происходить при данном способе получения энергии при её переходе от первичного состояния (какого?) к конечному (физика, биология)?
Экспериментальные задачи
- Небольшие размеры колибри и их способность сохранять постоянную температуру тела требуют интенсивного обмена веществ. Ускоряются все важнейшие функции в организме, сердце делает от 500 до 1260 ударов в минуту, увеличивается ритм дыхания — до 600 дыхательных движений за одну минуту. Высокий уровень обмена веществ поддерживается интенсивным питанием — колибри почти непрерывно кормятся нектаром цветов.
- Сверчки воспринимают звуки частотой 300-8000 Гц, кузнечики –800-45000 Гц
саранча до 90000 Гц. Определите период колебаний, воспринимаемых этими насекомыми.
Творческие задания
- У обыкновенной амебы обнаружен так называемый вибротаксис в виде положительной реакции на источник механических колебаний частотой 50 Гц. Это становится понятным, если учесть, что у некоторых видов инфузорий, служащих амебе пищей, частота биения ресничек колеблется как раз между 40 и 60 Гц. Составьте по этим данным задачу.
На любом уроке необходимо использовать задания, относящиеся к внепрограммному материалу, поскольку такие «вкрапления», способствуют развитию логического мышления, поддерживают интерес к предмету. ЕГЭ это вершина проверки знаний как учащихся, так и эффективности работы учителя. И чтобы результаты были высокими необходим многолетний, системный подход к подготовке учащихся.
ЛИТЕРАТУРА
- Strong, J., Ward, T. & Grand, L. (2011). What Makes Good Teachers Good? A cross-case analysis of the connection between teacher effectiveness and pupil achievement [Что делает хорошими хороших учителей? Содержательный анализ связи между эффективностью учителя и достижением ученика]. Journal of Teacher Education, 62,339.doi: 10.11770022487111404241
- Пантыкина Е.М. «Межпредметная интеграция на уроках биологии II ступени как способ формирования естественнонаучного мировоззрения обучающихся». – Опыт работы, г. Старый Оскол, СШ №19, 2011. — С. 15.
- Африна Е.И. Интегрированные исследовательские задания при изучении предметов естественнонаучного цикла//Москва. 2018 г.
- Семке А.И. Занимательные задачи по физике. 7, 8 класс// Москва. НЦ ЭНАС. 2004.- С.25-30.
