Проектно-исследовательская деятельность при изучении физики

Элективный курс для 10–11-х классов

Пояснительная записка

Элективный курс направлен на формирование ключевых компетенций в области физики, также он дает возможность охвата широкого комплекса общеобразовательных и общекультурных проблем. С помощью данного курса можно добиться интеграции содержания образования, формировать межпредметные знания и умения, развивать социальные навыки с учетом психофизических особенностей ребят.

В курсе «Проектно-исследовательская деятельность» используются технология исследовательского обучения и технология учебного проектирования, которые помогают преодолеть господство «знаниевого» подхода в пользу «деятельностного», позволяющего продуктивно усваивать знания, учиться их анализировать, сделать их более практико-ориентированными. В конечном счете именно эти цели и преследует программа модернизации образования.

Цель курса: развитие исследовательской компетентности учащихся посредством освоения ими методов научного познания и умений учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Основные задачи курса:

• формирование научно-материалистического мировоззрения обучающихся;
• формирование представления о физике как о науке (углубление и расширение физических знаний, усвоение физических понятий, формирование первичных умений и навыков);
• развитие познавательной активности, интеллектуальных и творческих способностей;
• воспитание сознательного отношения к труду;
• развитие навыков самостоятельной научной работы;
• научить школьников следовать требованиям к представлению и оформлению материалов научного исследования и в соответствии с ними выполнять работу;
• приобретение детьми опыта сотрудничества с различными организациями при написании работы;
• пробудить интерес школьников к изучению проблемных вопросов мировой и отечественной науки;
• приобщение учащихся к ценностям и традициям российской научной школы;
• научить культуре работы с архивными публицистическими материалами;
• научить продуманной аргументации и культуре рассуждения.

По окончании изучения курса учащиеся должны знать:

• основы методологии исследовательской и проектной деятельности;
• структуру и правила оформления исследовательской и проектной работы.

Учащиеся должны уметь:

• формулировать тему исследовательской и проектной работы, доказывать ее актуальность;
• составлять индивидуальный план исследовательской и проектной работы;
• выделять объект и предмет исследовательской и проектной работы;
• определять цель и задачи исследовательской и проектной работы;
• работать с различными источниками, в том числе с первоисточниками, грамотно их цитировать, оформлять библиографические ссылки, составлять библиографический список по проблеме;
• выбирать и применять на практике методы исследовательской деятельности, адекватные задачам исследования;
• оформлять теоретические и экспериментальные результаты исследовательской и проектной работы;
• рецензировать чужую исследовательскую или проектную работу;
• наблюдать за физическими социальными явлениями;
• описывать результаты наблюдений, обсуждать полученные факты;
• проводить опыты в соответствии с задачами, объяснять результаты;
• проводить измерения с помощью различных приборов;
• выполнять инструкции по технике безопасности;
• оформлять результаты исследования.

Учащиеся должны владеть понятиями: абстракция, анализ, апробация, библиография, гипотеза исследования, дедукция, закон, индукция, концепция, моделирование, наблюдение, наука, обобщение, объект исследования, предмет исследования, принцип, рецензия, синтез, сравнение, теория, факт, эксперимент.

Содержание курса базируется на классических канонах ведения научной работы, основах методологии научного исследования и традициях оформления такого рода текстов. В содержании спецкурса можно выделить три направления.

• Формирование представлений о роли и ценности научного познания, престиже образования и научной деятельности.
• Формирование знаний о структуре, содержании, этапах, методах исследовательской и проектной работ.
• Развитие умений работать с различными источниками информации и текстом исследования.

Однако эти направления не выделяют в разделы курса, т.к. занятия призваны сопровождать научную работу школьника от этапа формулирования темы до взаимного рецензирования завершенных работ и подготовки докладов к их защите. Поэтому материал располагается таким образом, чтобы обеспечить поддержку исследовательской и проектной деятельности учащихся.

Все виды работ в курсе подразделяются на лекционные, семинарские занятия и лабораторные работы. Порядок расположения тем в программе обусловлен необходимостью осуществления исследовательской и творческой деятельности учащихся, результаты которой могут войти в «портфолио» учащихся. Содержание программы имеет тесную связь с химией, математикой и технологией.

Динамика интереса к курсу фиксируется с помощью анкетирования на первом и последнем занятиях, собеседований после выполнения каждого вида обязательных работ. Текущий контроль основан на небольших самостоятельных работах проблемного характера и отслеживании хода научной работы.

В качестве формы итоговой отчетности в конце изучения курса проводится конференция учащихся с предоставлением исследовательской работы (10-й класс) или проекта (11-й класс). Итоговая аттестация включает в себя защиту темы исследования (проекта).

Форма итоговой аттестации – зачет.

Программа содержит список рекомендуемой литературы, которая может помочь в самообразовании учащихся, в подготовке исследовательских работ.

Содержание программы. 10-й класс

1. Введение (2 ч). Образование, научное познание, научная деятельность. Образование как ценность. Выбор образовательного пути. Роль науки в развитии общества. Особенности научного познания.

2. Реферат как научная работа (6 ч). Реферирование. Реферат, его виды: библиографические рефераты (информативные, индикативные, монографические, обзорные, общие, специализированные), реферативный журнал (библиографическое описание, ключевые слова, реферативная часть), научно-популярные рефераты, учебный реферат. Структура учебного реферата. Этапы работы. Критерии оценки. Тема, цель, задачи реферата, актуальность темы. Проблема, предмет и объект.

Практическая работа № 1. Формулирование темы реферата, определение актуальности темы, проблемы.

Практическая работа № 2. Формулирование цели, определение задач, выбор предмета и объекта.

3. Способы получения и переработки информации (7 ч). Виды источников информации. Использование каталогов и поисковых программ. Библиография и аннотация, виды аннотаций: справочные, рекомендательные, общие, специализированные, аналитические. Составление плана информационного текста. Формулирование пунктов плана. Тезисы, виды тезисов, последовательность написания тезисов. Конспект, правила конспектирования. Цитирование: общие требования к цитируемому материалу; правила оформления цитат. Рецензия, отзыв.

Практическая работа № 3. Использование каталогов и поисковых программ.

Практическая работа № 4. Занятие в библиотеке: «Правила работы в библиографическом отделе».

4. Исследовательская работа (13 ч). Структура исследовательской работы, критерии оценки. Этапы исследовательской работы. Работа над введением научного исследования: выбор темы, обоснование ее актуальности (практическое задание на дом: выбрать тему и обосновать ее актуальность, выделить проблему, сформулировать гипотезу); формулировка цели и конкретных задач предпринимаемого исследования (практическое задание на дом: сформулировать цель и определить задачи своего исследования, выбрать объект и предмет исследования). Работа над основной частью исследования: составление индивидуального рабочего плана, поиск источников и литературы, отбор фактического материала. Методы исследования: методы эмпирического исследования (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент); методы, используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования (абстрагирование, анализ и синтез, индукция и дедукция, моделирование и др.); методы теоретического исследования (восхождение от абстрактного к конкретному и др.). Результаты опытно-экспериментальной работы: таблицы, графики, диаграммы, рисунки, иллюстрации; анализ, выводы, заключение. Тезисы и компьютерная презентация. Отзыв. Рецензия.

Практическая работа № 5. Работа над введением научного исследования.

Практическая работа № 6. Работа над основной частью исследования.

Практическая работа № 7. Создание компьютерной презентации.

5. Публичное выступление (3 ч). Как знаменитые люди готовились к выступлениям. Публичное выступление на трибуне и личность. Главные предпосылки успеха публичного выступления. Как сделать ясным смысл вашего выступления. Большой секрет искусства обхождения с людьми. Как заканчивать выступление.

Практическая работа № 8. Подготовка авторского доклада.

6. Итоговая конференция (2 ч)

Содержание программы. 11-й класс

1. Введение (1 ч). Цели и задачи курса. План работы. Форма итоговой аттестации.

2. Проект (8 ч). Особенности и структура проекта, критерии оценки. Этапы проекта. Ресурсное обеспечение. Виды проектов: практико-ориентированный, исследовательский, информационный, творческий, ролевой. Знакомство с примерами детских проектов. Планирование проекта. Формы продуктов проектной деятельности и презентация проекта.

Практическая работа № 1. Планирование проекта.

Практическая работа № 2. Информационный проект.

Практическая работа № 3. Творческий проект.

Практическая работа № 4. Ролевой проект.

Практическая работа № 5. Практико-ориентированный проект.

Практическая работа № 6. Исследовательский проект.

3. Краткосрочный групповой проект (8 ч). Определение темы, уточнение целей, определение проблемы, исходного положения. Выбор рабочей группы. Анализ проблемы. Определение источников информации. Постановка задач и выбор критериев оценки результатов. Ролевое распределение в команде. Сбор и уточнение информации. Обсуждение альтернатив («мозговой штурм»). Выбор оптимального варианта. Уточнение планов деятельности. Выполнение проекта. Анализ выполнения проекта, достигнутых результатов (успехов и неудач) и причины этого. Анализ достижения поставленной цели. Подготовка доклада. Коллективная защита проекта. Оценка.

Практическая работа № 7. Определение темы, уточнение целей, определение проблемы, исходного положения. Выбор рабочей группы.

Практическая работа № 8. Планирование.

Практическая работа № 9. Принятие решения.

Практическая работа № 10. Выполнение проекта.

Практическая работа № 11. Оценка.

Практическая работа № 12. Подготовка к защите проекта.

4. Индивидуальный проект (17 ч). Выбор темы и ее конкретизация (определение жанра проекта). Определение цели, формулирование задач. Выдача письменных рекомендаций (требования, сроки, график, консультации). Утверждение тематики проектов и индивидуальных планов. Установление процедур и критериев оценки проекта и формы его представления. Определение источников информации. Планирование способов сбора и анализа информации. Подготовка к исследованию и его планирование. Проведение исследования. Сбор и систематизация материалов (фактов, результатов) в соответствии с целями и жанром работы, подбор иллюстраций. Организационно-консультативные занятия. Промежуточные отчеты учащихся, обсуждение альтернатив, возникших в ходе выполнения проекта. Предзащита проекта. Доработка проекта с учетом замечаний и предложений. Подготовка к публичной защите проекта. Публичная защита проекта. Подведение итогов, анализ выполненной работы.

Практическая работа № 13. Выбор темы и ее конкретизация.

Практическая работа № 14. Определение цели, формулирование задач.

Практическая работа № 15. Определение источников информации.

Практическая работа № 16. Работа с источниками информации.

Практическая работа № 17. Планирование способов сбора и анализа информации.

Практическая работа № 18. Проведение исследования.

Практическая работа № 19. Обсуждение проведенных исследований.

Практическая работа № 20. Доработка проекта с учетом замечаний и предложений.

Практическая работа № 21. Подготовка к публичной защите проекта.

5. Итоговая конференции (3 ч)

Итоговый контроль качества усвоения материала

Итоговое контрольное занятие проводится в форме конференции с защитой творческих работ учащихся:

• реферат – 10-й класс, 1-е полугодие;
• исследовательская работа – 10-й класс, 2-е полугодие;
• групповой мини-проект – 11-й класс, 1-я четверть;
• краткосрочный групповой проект – 11-й класс, 1-е полугодие;
• индивидуальный проект – 11-й класс, 2-е полугодие.

Виды групповых и индивидуальных проектов:

• практико-ориентированный;
• исследовательский;
• информационный;
• творческий;
• ролевой.

Формы продуктов проектной деятельности:

• веб-сайт в Интернете;
• видеофильм;
• выставка;
• газета;
• законопроект;
• фоторепортаж;
• статья;
• справочник;
• буклет.

Ученик получает зачет (оценка не ниже «4») при условии выполнения не менее двух творческих работ в 10-м классе, трех – в 11-м классе и всех практических работ, представленных в установленный срок в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к их оформлению.

Дополнительные баллы выставляются за любое из названных дополнительных условий:

• качественно выполненное по собственной инициативе задание;
• использование Интернет-технологии;
• инициативная публичная презентация своей работы в школе или за ее пределами (конкурс, смотр, публикация и т. п.).

Рекомендуемая литература

Основная

1. Блудов М.И. Беседы по физике. Учебное пособие для учащихся/Под редакцией Л.В.Тарасова. _ М.: Просвещение, 1985.
2. Гребенкина Л.К., Анциперова Н.С. Технология управленческой деятельности заместителя директора школы. – М.: Центр «Педагогический поиск», 2000.
3. Исследовательская деятельность // Практика административной работы в школе, 2005. № 4. С. 52.
4. Лебедева С.А., Тарасов С.В., Викторов Ю.М. Экспериментальная и инновационная деятельность // Научно-практический журнал «Завуч», 2000. № 2. С. 103–112.
5. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность учащихся. Сборник статей. – М.: Издание МГДД(Ю)Т, 2003.
6. «Обучение для будущего». Intel (при поддержке Microsoft): Учеб. пособие. – 4-е изд., испр. – М.: Русская Редакция, 2004.
7. Пиявский С.А. Критерии оценки исследовательских работ учащихся // Дополнительное образование, 2001. № 1. С. 10–20.
8. Развивайте дар слова: Факультатив. курс «Теория и практика сочинений разных жанров (8–9-й кл.)»: Пособие для учащихся / Ю.И. Равенский, П.Ф. Ивченков, Г.А. Богданова, С.А. Никольская ; сост. Т.А. Ладыженская, Т.С. Зепалова. – М.: Просвещение, 1990.
9. Савенков А.И. Путь в неизведанное. Развитие исследовательских способностей школьников : Методическое пособие для школьных психологов. – М.: Генезис, 2005.
10. Степанова М.В. Учебно-исследовательская деятельность школьников в профильном обучении: Учебно-методическое пособие для учителей / Под ред. А.П. Тряпицыной. – СПб.: КАРО, 2005.
11. Стратегия модернизации российского школьного образования C:/Documents and Settings/User/Local Settings/Temporary Internet Files/Con-
tent.IE5/7W9U59AS/Стратегия модернизации российского школьного образования[1].htm
12. Файн Т.А. Исследовательский подход в обучении // Лучшие страницы педагогической прессы, 2004 .№ 3.
13. Худин А.Н., Белова С.Н. Проектная и исследовательская деятельность в профильном обучении // Завуч. Управление современной школой, 2006. № 4. С. 116–124.
14. Чечель И.Д. Исследовательские проекты в практике обучения. Исследовательская деятельность www/direktor/ru

Приложение 1. Деятельность учащихся на различных этапах процесса проектирования

Этапы

Задачи

Деятельность учащихся

Деятельность педагога

1. Начинание

Определение темы, уточнение целей, исходного положения. Выбор рабочей группы

1. Уточняют информацию.
2. Обсуждают задание

1. Мотивирует учащихся.
2. Объясняет цели.
3. Наблюдает

2. Планирование

Анализ проблемы. Определение источников информации. Постановка задач и выбор критериев оценки результатов

1. Формулируют задачи.
2. Уточняют информацию (источники).
3. Выбирают и обосновывают свои критерии успеха

1. Помогает в анализе и синтезе (по просьбе).
2. Наблюдает

3. Принятие решения

Сбор и уточнение информации. Обсуждение альтернатив («мозговой штурм»). Выбор оптимального варианта. Уточнение планов деятельности

1. Работа с информацией.
2. Проводят синтез и анализ идей.
3. Выполняют исследование

1. Наблюдает.
2. Консультирует

4. Выполнение

Выполнение работы

1. Выполняют исследование.
2. Оформляют работу

1. Наблюдает.
2. Советует (по просьбе)

5. Оценка

Анализ выполнения работы, достигнутых результатов (успехов и неудач) и причин этого. Анализ достижения поставленной цели

Участвуют в коллективном самоанализе и самооценке

1. Наблюдает.
2. Направляет процесс анализа (если необходимо)

6. Защита

Подготовка доклада; обоснование исследования, объяснение полученных результатов. Защита или презентация. Оценка

1. Защищают работу.
2. Участвуют в коллективной оценке результатов

Участвует в коллективном анализе и оценке результатов работы

Приложение 2. Использование каталогов и поисковых систем

Российские каталоги:

http: // www.kinder.ru – Каталог детских ресурсов Рунета.
http: // www.potal.edu.ru – Федеральный портал «Российское образование».
http: //school.holm.ru – Школьный мир: каталог образовательных ресурсов.

Поисковые системы

http: // www. Rambler.ru
http: // www.yandex.ru
http: // www.aport.ru
http: // www.mail.ru

Приложение 3. Организация исследовательской работы

Подробное описание исследования

Независимо от качества исследования и полученных данных исследование будет практически недоступно для других, пока данные не будут представлены в виде сообщения, которое необходимо оформить соответствующим образом.

1. Введение: включает основную идею, проблемы, гипотезы и цели (т.е. что вы хотели сделать и почему).

2. Метод: стратегия программы, т.е. что вы делали (сделали) раннее, где и как это было сделано, включая все существенные особенности работы приборов и методов, применявшихся в поле и в лаборатории.

3. Результаты и наблюдения: данные, сведенные в таблицы, графики, диаграммы, а также данные, представленные любыми другими наглядными и информационными способами.

4. Обсуждение результатов: включает анализ результатов (желательно количественных), по возможности пробные выводы, сделанные на основе представленных данных и ссылок на уже опубликованные материалы.

5. Выводы: критическая оценка применяемых методов, разбор источников ошибок и предложения для дальнейших исследований.

6. Список использованной литературы.

Последовательность действий при проведении исследования

1. Определение объективной области (области исследования), объекта и предмета исследования.
2. Выбор и формулировка темы, проблемы и обоснование их актуальности.
3. Изучение научной литературы и уточнение понятий.
4. Формулирование гипотезы.
5. Формулирование цели и задач исследования.

Объектная область – это сфера науки и практики, в которой находится объект исследования.

Объект исследования – носитель проблемы, на который направлена исследовательская деятельность.

Предмет исследования – это конкретная часть объекта, внутри которой ведется поиск (явления, отдельные их стороны, некоторые аспекты и т. д.).

Тема исследования – это сфера производимой исследовательской деятельности. Она представляет объект изучения в определенном аспекте, характерном для данной работы.

Проблема исследования – это некая противоречивая ситуация, возникшая в результате работы, определившая тему исследования и требующая своего разрешения по итогам исследовательской работы. Проблема определяет тактику и стратегию исследования.

Цель – это конечный результат, который бы хотелось достичь исследователю. Чаще всего он формулируется с помощью слов: «выявить», «установить», «обосновать», «уточнить», «разработать».

Задачи исследования – это пути и средства достижения цели в соответствии с выдвинутой гипотезой.

Гипотеза – это научное предположение о явлении, процессе, деятельности, которое подтверждается (или не подтверждается) в ходе исследования. Для гипотез типичны формулировки: «если... , то…»; «так… , как…».

После формулирования гипотезы окончательно определяются цели и задачи исследования, сформулированные в начале деятельности.