Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Естественнонаучные проекты как средство повышения эффективности изучения курса физики

Содержание:

Введение ………………………………………………………………………………………………… 2
Глава 1. Теоретические аспекты использования проектного метода в
преподавании физики ……………………………………………………………………………… 5
1.1 Становление физики как науки ……………………………………………………….. 5
1.2 Урок физики в современных условиях образования ………………………….. 8
1.3 Обзор типовых методов обучения физике в школе ………………………….. 14
1.4 Проектная деятельность учащихся на уроках физики ……………………… 18
Глава 2. Анализ влияния естественнонаучных проектов нв эффективность
изучения курса физики ………………………………………………………………………….. 24
2.1 Материалы и методы исследования ……………………………………………….. 24
2.2 Организация проектной деятельности ……………………………………………. 28
2.3 Анализ полученных результатов ……………………………………………………. 38
Заключение …………………………………………………………………………………………… 45
Список использованных источников ………………………………………………………. 47

Введение:

Место физики в системе общеобразовательных предметов
определяется особенностями физики как науки среди других наук.
Современная физика является важнейшим источником знаний о мире,
основой научно-технического прогресса и одновременно одной из
важнейших составляющих человеческой культуры.
Физика изучает первичные структуры материи и соответствующие
простейшие формы ее движения. Таким образом, он создает естественную
научную базу для современного мировоззрения, которая является
неотъемлемой частью диалектического материалистического мировоззрения.
Ценность конкретного предмета определяется его специфическими
особенностями и характеристиками. Физика как предмет учебной программы
средней школы позволяет учащимся осваивать основы физики —
естествознание. Содержание, система и методология физики открывают
большие возможности для формирования научного мировоззрения
студентов, развития практических навыков и эффективных навыков
самостоятельной работы. В ходе выполнения этих задач интеллектуальные
способности учащихся развивают, в частности, логическое мышление
учащихся, как отражение высшей логики — логики природы. Физика обладает
огромным образовательным потенциалом.
Анализ опыта преподавания физики в отечественных и зарубежных
школах с учетом общих дидактических требований и требований психологии
обучения дает основания для определения возраста учащихся, с которых они
начинают изучать физику. В нашей стране физику изучают с двенадцати лет
в течение пяти лет. Реформа школы предусматривает увеличение времени
изучения физики до шести лет.
Одной из задач преподавания физики в школе является повышение
эффективности обучения, усиление интереса учеников к изучаемому
3
материалу, повышение их творческой и интеллектуальной
самостоятельности.
Особенно это актуально в условиях перехода на новые Федеральные
государственные образовательные стандарты второго поколения, так как
существенно меняется «роль» учителя и ученика на уроке. Ученик из
пассивного наблюдателя и слушателя становится активным, самостоятельно
ищущим ответы на поставленные вопросы. Задача учителя так построить и
организовать урок, чтобы ученик стал его активным участником. Один из
способов решения этой задачи-применение проектной деятельности
учащихся как на уроке, так и во внеурочное время.
В науке исследование – деятельность, направленная на получение
новых знаний о существующем в окружающем мире объекте или явлении.
Результат исследования заранее неизвестен. Поэтому его цель и ставится
соответственно – определить, изучить, получить данные. При этом
практическая применимость полученных знаний не имеет определяющего
значения. Проект направлен на создание того, чего ещё не существует и
предполагает наличие проектного замысла, который достигается в процессе
его реализации. Поэтому цель проекта формулируется соответственно –
создать, построить, достичь.
Исследование не ставит целью изменение окружающего мира,
сосредоточившись на его познании. Проектирование – это создание новых,
прежде не существовавших объектов и явлений или изменении известных
объектов с целью получить у них новые свойства… Проектирование и
исследование тесно переплетены. Метод проектов помогает проводить
уроки-семинары по обобщению, систематизации и закреплению учебного
материала. Особенно хорошо это получается в старших классах по темам
«Механика», «Электростатика», «Электромагнитные колебания и волны» и
другие.
4
Проектная деятельность на уроках в общеобразовательной школе на
сегодняшний день является одним из обязательных требований ФГОС ОО.
Уроки физики не являются здесь исключением.
Под проектной деятельностью мы понимаем деятельность по
проектированию собственного исследования, которая предполагает
выделение целей и задач, принципов отбора методик, планирование хода
исследования, определение ожидаемых результатов.
Проектная деятельность на уроках физики имеет вполне конкретные
цели: это повышение личной уверенности каждого участника проектной
деятельности, его самореализации и рефлексии; развитие осознания
значимости коллективной работы, сотрудничества для получения
результатов процесса выполнения творческих заданий; развитие
исследовательских умений.
Таким образом, объектом исследования является физика, как учебная
дисциплина, а его предметом – естественнонаучные проекты как средство
повышения эффективности изучения курса физики.
Объект и предмет исследования определили его цель –
проанализировать влияние естественнонаучных проектов на эффективность
изучения курса физики. Для достижения поставленной цели необходимо
решить следующие задачи:
1. Изучить становление физики как науки;
2. Рассмотреть урок физики в современных условиях образования;
3. Провести обзор типовых методов обучения физике в школе;
4. Рассмотреть проектную деятельность учащихся на уроках физики;
5. Описать материалы и методы исследования;
6. Описать организацию проектной деятельности;
7. Провести анализ полученных результатов.

Заключение:

Перед педагогом ставиться задача — пробудить интерес, не отпугнуть
ребят сложностью предмета, особенно на первоначальном этапе изучения
курса физики. Знакомясь с множеством современных педагогических
технологий по направлениям модернизации, я выбрала технологии на основе
активизации и интенсификации деятельности учащихся. Принцип активности
ребенка в процессе обучения был и остается одним из основных. В своей
работе на уроках физики я использую технологии поэлементно и полностью:
информационно-коммуникационные технологии, проблемное обучение,
игровые технологии, технологии опорных схем, метод проектов,
дифференцированный подход к обучению, здоровье сберегающие
технологии.
Метод проектов — это комплексный метод обучения, позволяющий
строить учебный процесс исходя из интересов учащихся, дающий
возможность учащемуся проявить самостоятельность в планировании,
организации и контроле своей учебно-познавательной деятельности,
результаты которой должны быть «осязаемыми», т. е., если это теоретическая
проблема, то конкретное ее решение, если практическая — конкретный
результат, готовый к внедрению. В основе метода проектов лежит развитие
познавательных, творческих интересов учащихся, умений самостоятельно
конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном
пространстве, развитие критического мышления. Метод проектов всегда
ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся —
индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в
течение определенного отрезка времени. Этот метод органично сочетается с
методом обучения в сотрудничестве, проблемным и исследовательским
методом обучения. Дифференцированный подход к обучению.
Дифференцированная организация учебной деятельности с одной стороны
учитывает уровень умственного развития, психологические особенности
46
учащихся, абстрактно-логический тип мышления. С другой стороны — во
внимание принимается индивидуальные запросы личности, ее возможности и
интересы в конкретной образовательной области. В настоящее время все
контрольные и самостоятельные работы по физике выполняются с учетом
дифференцированного подхода: каждый выбирает задания по своим
способностям. При таком подходе видно, кто из учеников переоценивает
свои знания, кто объективен, кто недооценивает свои возможности, над чем
ученику и учителю надо поработать.
В ходе эксперимента были сделаны выводы, что учащиеся,
обучавшиеся с применением метода проектов, проблемно-лабораторных
занятий и интерактивного компьютерного моделирования, показали более
высокие результаты в итоговом тестировании, а также субъективно оценили
затраченные умственные усилия ниже, чем школьники, обучавшиеся
в рамках традиционной методики преподавания. Знания, полученные с
использованием только традиционного подхода к преподаванию, очень
важны для формирования основы кругозора, однако такой способ обучения
приводит к утрате учащимися активной роли в образовательном процессе.
Если учащиеся активно участвуют в учебном процессе, они проявляют
больше интереса к изучаемому предмету и сильнее концентрируются на
учебном материале во время занятий.
Эффективность обучения и вовлеченность в учебный процесс при
использовании метода проектов, проблемно-лабораторных занятий и
интерактивного компьютерного моделирования выше, чем при
традиционном преподавании. Кроме того, эти методы обучения создают
оптимальные условия для усвоения знаний учащимися, поскольку требуют
меньше умственных усилий и способствуют более высокой успеваемости
по сравнению с традиционным методом преподавания. Самые высокие
показатели вовлеченности в учебный процесс достигнуты при обучении
с помощью интерактивного компьютерного моделирования.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ПРОЕКТНОГО МЕТОДА В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ
1.1 Становление физики как науки
Физические явления окружающего мира издавна интересовали людей.
Первые попытки объяснения происходящих явлений были сделан еще до
формирования физики как науки.
Идеи об атомном строении вещества зародились еще период 6-2 вв. до
н.э. В этот период становления физики была предложена геоцентрическая
система мира, а также выявлены простейшие законы статики, законы
прямолинейного распространения, закон отражения света. Кроме этого, были
заложены начала гидростатики и выявленные простейшие проявление
магнетизма и электричества.
Аристотель обобщил полученные знания. Физика Аристотеля включала
в себя некоторые верные положения, однако некоторые прогрессивные идеи
предшественников, например, атомная гипотеза, отсутствовали. Аристотель
не считал опыт важным критерием, определяющим достоверность знания,
предпочтение отдавалось умозрительным выводам. Это учение Аристотеля в
эпоху Средневековья было канонизировано и на долгое время затормозило
развитие физической науки [8].
В 16 веке Н. Коперником была выдвинута гелиоцентрическая система
мира, что стало началом процесса освобождения естествознания от теологии.
Научные исследования стимулировались возрастающими
потребностями производства, судоходства, артиллерии. Однако в 15-16 вв.
экспериментальные исследования имели в основном случайный характер.
Систематическое применение экспериментального метода началось лишь в
17 веке, в результате чего была сформулирована первая фундаментальная
теория физики – классическая механика Ньютона
6
Формирование физики как науки в современном значении начинается
со второй половины 17 века, с трудов Галилея. Галилей доказал, что
воздействие окружающих тел на данное тело определяется не скоростью, как
предполагалось в учении Аристотеля, а ускорением тела. Это предположение
стало первой формулировкой закона инерции. Галилеем был открыт принцип
относительности в механике. Заслугой Галилея является доказательство
независимости ускорения свободного падения тел от их массы и плотности.
Помимо этого, он дал обоснование гелиоцентрической теории Коперника,
построил зрительную трубу с увеличением, изобрел первый термометр, что
послужило началом изучения тепловых явлений [7].
Первая половина 17 века ознаменовалась изучением газов. В этот
период было установлено существование атмосферного давления и создан
первый барометр. Р. Бойлем и Э. Мариоттом были сформулирован первый
газовый закон, получивший название «закон Бойля-Мариотта».
Учеными Р. Декартом и В. Снеллиусом был открыты законы
преломления света.
Создание первого микроскопа также относится к 17 веку.
Главным достижением физической науки 17 века является создание
классической механики [11].
Механика Ньютона достигла огромных успехов в объяснении
движения небесных тел. На основе законов движения планет Ньютон
сформулировал закон всемирного тяготения, который позволил рассчитать
точно движение Луны, планет Солнечной системы и комет, а также дать
объяснения явлениям приливов и отливов в океане.
Ньютоном были сформулированы классические представления об
абсолютном пространстве, представлявшем собой вместилище материи, не
зависящем от ее свойств и движения, а также об абсолютном времени,
текущем равномерно. Эти представления не менялись до создания теории
относительности [1].
7
В это время началось развитие физической акустики, определена
скорость звука в воздухе. Ньютон определил формулу для вычисления
скорости звука.
Во второй половине 17 века были заложены основы оптики, проведены
исследования дисперсии света. Это дало начало оптической спектроскопии.
Таким образом, 17 век примечателен тем, что в этот период была
построена классическая механика и положены начала[12]:
— акустики,
— оптики,
— учения об электрических явлениях.
В 18 веке развитие классической механики продолжалось. На основе
механики была сформулирована механистическая картина мира, которая
считала, что все многообразие мира является результатом различия в
движении атомов, которые подчиняются законам Ньютона. Такое объяснение
считалось полным и достоверным. Эта картина мира на протяжении многих
лет оказывала влияние на развитие физики.
В начале 19 века был сформулирован принцип корпускулярно-
волнового дуализма света. Огромное влияние на развитие физики оказало
открытие Л. Гальвано и А. Вольтом электрического тока. Создание
гальванических батарей позволило обнаружить многообразные действия
тока.
В 1831 году Фарадеем было открыто явление электромагнитной
индукции. Это стало началом развития новой науки о свойствах и законах
поведения электромагнитного поля.
Открытие закона сохранения энергии имело большое значение для
физической науки и для всего естествознания. Одновременно с развитием
термодинамики происходило развитие молекулярно-кинетической теории
тепловых процессов [6].
К концу 19 века считалось, что изучение физики почти завершено.
Считалось, что все физические явления объясняются механикой молекул и