Формування мотивації у учнів до навчально-пізнавальної діяльності на уроках математичного та природничого напрямків (з досвіду роботи)

Т.Кравченко,

учитель фізики Криворізької гімназії;

Т.Осіпова,

учитель фізики Криворізької гімназії

Формування мотивації у учнів до навчально-пізнавальної

діяльності на уроках математичного та природничого  напрямків (з досвіду роботи)

Закон України «Про повну загальну середню освіту», Указ Президента України «Про оголошення 2020/2021 навчального року Роком математичної освіти в Україні» ставлять за мету всебічний розвиток людини як особистості та найвищої цінності суспільства, її талантів, інтелектуальних і творчих здібностей, ставить перед вчителем завдання створити дитині умови для її максимального самовизначення і саморозвитку Однією з найнеобхідніших умов виховання людини розвиненого суспільства є розвиток її унікальності та індивідуальності. Реалізація цього неможлива без правильної мотивації навчання та розвитку інтересу до нього. Успіх у будь-якій діяльності залежить не лише від здібностей, а й від мотивації, тобто від прагнення самостверджуватися, досягати високих результатів, тощо. Чим вищий рівень мотивації, тим більше чинників спонукають людину до діяльності.     Видатний фізик А. Ейнштейн вважав, що вміє “навчати той, хто вчить цікаво”.  Саме інтерес є одним з найдієвіших мотивів навчання. І, готуючись до кожного уроку, слід  шукати способи, як викликають у здобувачів освіти зацікавлення матеріалом теми. Якщо не цікаво на уроці, навчити  дуже складно. Щоб зацікавити, існує багато шляхів, але ніщо так не захоплює і не залишається в пам’яті людини, як події, пов’язані з чимось незвичайним. Саме зацікавлення через здивування є найефективнішим у викладанні предметів фізико-математичного циклу. Засвоєння матеріалу буде доступнішим і зрозумілішим, якщо воно пов’язане із самостійним  “пошуком” істини, з розумінням актуальності й практичного значення даної теми уроку.

Лише при достатній мотивації навчання здобувачі освіти  зможуть чітко усвідомлювати значення вивчення кожної теми для життя та особистісного розвитку. Принцип мотиваційного забезпечення навчального процесу має важливе значення при викладанні предметів фізико – математичного циклу. Отже, у навчальний процес члени кафедри фізико – математичних наук вводять такі моделі навчання, які органічно поєднуються із традиційними формами та методами та легко застосовуються на різних етапах уроку.

Всі ключові компетентності можуть бути сформовані тільки на діяльнісній основі, яка й передбачає вироблення в учнів уміння самостійно здобувати і застосовувати знання, тобто бути активними учасником навчального процесу. Стосовно математики це означає вироблення умінь: аналізувати, класифікувати, робити умовиводи за аналогією, діставати наслідки з даних передумов шляхом несуперечливих міркувань тощо. Зрозуміло, що без звернення до активних та інтерактивних технологій цього не досягнути.

Мета використання інтерактивних методик та технологій:

•                  створити «зону психологічного комфорту», запобігти зниженню рівня уваги протягом уроку;
•                  уникнути зниження рівня зацікавленості навчальним матеріалом;
•                  подолати дискомфорт через недосконале володіння інструментарієм інтерактивного навчання.

Отже,  у навчальний процес необхідно вводити такі моделі навчання, які органічно поєднуються із традиційними формами та методами та легко застосовується на різних етапах уроку, а саме, використовувати інтерактивні технології навчання, особистісно орієнтоване навчання, мультимедійне обладнання.
           Основна діяльність учителя – це урок. Ефективним урок буде тоді, коли у здобувачів освіти виникло бажання розуміти, вивчати новий матеріал, з’явилась зацікавленість роботою, коли він стає співучасником навчально-виховного процесу. Тому зацікавити вивченням математики й підтримувати цю зацікавленість здобувачів освіти є актуальним завданням для вчителя математики на кожному уроці.

Одним із напрямків удосконалення сучасного уроку є проведення бінарних та інтегрованих уроків, об’єднаних однією темою. Такі уроки емоційно збагачують навчально-виховний процес, дозволяють підвищити рівень мотивації здобувачів освіти, допомагають учителю різнобічно і системно формувати необхідні уявлення та поняття. Різні види діяльності, які притаманні урокам інтегрованого змісту, роблять їх цікавими, запобігають втомлюваності, посилюють інтерес до навчання та математики в цілому.

Інтегроване навчання створює нові умови діяльності учителя й здобувачів освіти і являє собою діючу модель активізації розумової діяльності й розвиваючих прийомів навчання. Воно вимагає різноманітності форм викладання, що успішно впливає на психологію й ефективність сприйняття учнем навчального матеріалу. А головне, проведенню таких уроків передує велика підготовча робота не тільки вчителів, а й здобувачів освіти, тому що їх можна долучити до творчо – пошукової та дослідницької роботи, створенню проектів. Так при підготовці до інтегрованого уроку в 10 класі з теми «Степенева функція, її властивості, графік» здобувачі освіти поділились на три групи та збирали матеріали і досліджували питання: «Графіки у природі», «Парабола в архітектурі», «Графіки у медицині». Виконану роботу презентували однокласникам на уроці. Така робота

•                  сприяє формуванню інтелектуальних, спеціальних знань, умінь здобувачів освіти;
•                  сприяє розвитку ініціативності, навичок співробітництва;
•                  вчить бачити проблеми і вміти приймати рішення;
•                  вчить вмінням отримувати і використовувати інформацію;
•                  розвивати навички самостійного планування, самоосвіти, комунікабельності.

При підготовці та проведенні уроку в 11 класі за темою «Інтеграл та його використання» здобувачі освіти поділилися на три динамічні групи - математиків, фізиків, економістів. Кожна група одержала завдання: скласти задачі, які розв’язуються за допомогою інтеграла. Задачі були запропоновані однокласникам на уроці та внесені в збірку екологічних задач, що була складена учителями та гімназистами.

Приклади задач:

1. Рудники Кривбасу приступають до переробки бідних руд, що були зсипані у терикони. Після переробки цих руд звільниться місце, площу якого можна обчислити як площину фігури, що обмежена лініями, які задані функціями:

На скільки поповниться кисневий запас Кривого Рогу за добу, якщо на звільненій території буде розбито парк (дерева будуть посаджені згідно стандарту)

2. Сила струму на пластинах конденсатора  змінюється за законом I(t)=2t  + 2. Знайти електричний заряд через 2 с.

При вивченні інтегрованого матеріалу педагогічно виправданою формою навчання є уроки – дослідження, які передбачають науковий, творчий пошук. На цих уроках здобувачам освіти  пропонується певне дослідження з метою виявлення спільного та відмінного у вивченні даної теми в різних дисциплінах і зробити узагальнений висновок стосовно інтегрованого підходу до розглядання теми. Прикладом такого уроку може бути урок «Симетрія навколо тебе» у 7 класі, на якому гімназисти   могли прослідкувати властивості симетрії в математиці, фізиці, хімії, малюванні, праці.

Під час уроку «Степенева функція, її властивості, графік» гімназисти проводять хімічний експеримент по дослідженню розчинності запропонованих солей при різних температурах (15,40,60 градусів). Дані досліджень  необхідно занести в таблицю та побудувати графік розчинності даної солі.

При проведенні мультимедійного уроку  з фізики «Електричний струм в електролітах» в 11 класі фізико-математичного профілю здобувачі освіти об’єднувались в три групи-відділи: «Аналітичний», «Експериментальний» та «Розрахунковий», проводили експеримент з електролізу та пояснювали фізичні процеси в електролітах, записуючи  хімічне рівняння взаємодії мідного купоросу з водою. А це дало змогу, розглянувши одне і те ж явище з точки зору фізики і хімії одночасно, якісно зрозуміти сутність понять: «електролітична дисоціація» та «електроліз».

           Робота в групах  додає самостійності гімназистам під час виконання  лабораторних, практичних робіт. Завдання до робіт, прилади і матеріали підбираються так, щоб кожен сам провів дослідження, вніс у звіт результати, на основі цього робиться загальний висновок. У цьому випадку підвищується відповідальність за одержаний результат кожного члена відділу, який потребує контролю й допомоги з боку інших гімназистів.

              Значне місце в командній роботі вчителів гімназії посідає інтеграція валеологічних знань у зміст та методи викладання предметів природничо - математичного циклу.

Традиційно в травні місяці ми проводимо уроки «Знайомтесь, людина!», підготовка до яких відбувається протягом другого семестру. Учні проводять дослідження, результати яких оформлюють у вигляді брошур, презентацій, доповідей

До уроку в 7 класі учні підготували брошури за темами:

• «Знайомтесь, людина»,
• «Здоров’я людини та шкідливі звички»,
• «Екологія та здоров’я людини»

В яких відобразили корисну статистику з теми та запропонували розв’язати цікаві задачі:

Задача 1.

Курець вбирає в себе 20% диму. Скільки відсотків диму потрапить у приміщення, забруднюючи його?

Задача 2.

Повітря, яке ми видихаємо містить 16% кисню, що на 4% менше, ніж у повітрі яке ми вдихаємо. Обчисліть, скільки кисню споживає учень за урок (45 хв.), якщо за 1 хв. він робить 18 дихальних рухів, вдихаючи кожного разу по 500 см³ повітря. Яке значення має провітрювання приміщення для здоров’я людини?

Задача 3.

        Загальна протяжність кордонів України становить 6500 км. Відстань уздовж морських кордонів моторний човен, рухаючись зі швидкістю 60 км/год, долає за 17 год. 30 хв. З якою швидкістю має рухається гелікоптер, щоб за цей самий час пролетіти вздовж кордонів на суші? Побудувати графік швидкості руху човна і графік пройденого ним шляху.

          Задача 4

Лісове господарство щороку заготовляє 450 ц горіхів, що становить 0,75 від маси ягід чорноплідної горобини і 0,09 від маси березового соку. Скільки ягід чорноплідної горобини, і березового соку заготовляє лісове господарство щороку?

Задача 5.

Під час виготовлення паперу його маса становить 21% від маси деревини. Скільки тонн паперу можна одержати з 4,5 м³ деревини, якщо маса 1м³ дорівнює 0,62 т ?

Задача 6.

У стані спокою кров у організмі людини розподіляється так: ¼ загального її об`єму міститься у м`язах; 25% - у нирках, 15% - у судинах стінок кишечнику, 1/10 об`єму – у печінці, 2/25 об`єму – у мозку, 4% - у судинах серця, решту - в судинах легень і решти органів. Скільки відсотків крові міститься у судинах легень і решти органів?

Задача 7.

Частота пульсу бика утричі менша, ніж у людини, а у жаби – на  5 ударів за хвилину більша, ніж у бика,  у кроля – 200 уд/ хв. Якщо додати частоту пульсу бика і людини, потроєну частоту пульсу жаби, частоту пульсу кроля і ще половину, то отримаємо частоту пульсу миші – 400 уд/ хв. Яка частота пульсу людини і кожної названих тварин?

 Проведення таких валеологічних уроків дало матеріал для створення банку задач з валеологічним змістом з математики, фізики, інформатики, які з успіхом використовують вчителі при проведенні уроків.

Приклади таких задач:

• Із силою мурашки не може зрівнятися навіть слон. Слон масою 5т піднімає вантаж не більш, ніж 1,5т, а мураха масою 50 мг. піднімає вантаж у 500 мг. Скільки відсотків складає маса вантажу щодо маси

кожної тварини відповідно?

• Вага мозку дорослої людини приблизно 1400г, а семирічної дитини – 1250г. На скільки відсотків сформувався мозок людини за перші 7 років життя?

• Великої шкоди людям завдають мухи. Дві мухи відкладають близько 150 яєць за один раз. Скільки яєць відкладуть 75 мух протягом літа, якщо за літо виводиться приблизно 8 поколінь мух. Чому необхідно боротися з мухами?

• Щоб зібрати 1 кг меду, бджоли роблять близько 65 тис. вильотів. Скільки вильотів слід зробити бджоли, щоб зібрати 8,2 кг меду?

• Різниця ходу звукових хвиль, які доходять до правого і лівого вуха людини, дорівнює 1 см. Визначте зсув фаз між обома звуковими відчуттями для тону з частотою 1000 Гц, якщо швидкість хвилі дорівнює 340 м/с.

• Відомо, що вухо людини сприймає пружні хвилі у діапазоні частот від 20 Гц до 20кГц. Яким довжина хвиль відповідає цей діапазон у воді? Швидкість звука у воді дорівнює 1400 м/с.

• При розвитку атеросклерозу в результаті відкладень на стінках сосудів холестерину та солей  кальцію  в стінку аорти її пружність збільшується в 2 рази, товщина - в 1,5 рази, а внутрішній діаметр зменшується на 20 %. Як зміниться швидкість пульсової хвилі відносно до нормального сосуду?

• Визначте резонансну частоту зовнішнього слухового проходу, якщо його можна порівняти з закритою з одного кінця органною трубою довжиною біля 2,75 см? Швидкість розповсюдження звукової хвилі

332 м/с.

• Найбільша в світі доменна піч (забруднювач атмосфери) діє на ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» (в минулому – «Криворіжсталь») з 1974 року. Її об’єм становить 5000 м³, а загальна маса конструкції – 62000 т. Визначити: а) масу і вагу руди в печі, якщо її середня густина дорівнює 3000 кг/м³; б) об’єм сталевих металоконструкцій і тиск, який вони б чинили, якщо вважати, що їх спресовано у формі куба.

 Для збереження здоров’я здобувачів освіти під час занять обов’язково проводимо мультимедійні  валеопаузи, наприклад, вправи для очей з музичним супроводом. Саме валеопаузи підвищують емоційний настрій гімназистів та мотивують на якісне засвоєння навчального матеріалу.

Позакласна робота складає невід’ємну частину навчально-виховного процесу основ наук, складного процесу впливу на свідомість та поведінку здобувачів освіти, поглиблення та розширення їхніх знань та навичок, таких факторів, як: зміст самого навчального предмету-математики, всієї діяльності вчителя у поєднанні з різнобічною діяльністю гімназистів.

Значення позакласної роботи з математики полягає в наступному:

1. Різноманітні види позакласної роботи сприяють розвитку пізнавальної діяльності гімназистів.

2. Допомагає формуванню творчих здібностей здобувачів освіти.

3. Позакласна робота з математики дозволяє  більш глибоко зрозуміти роль математики та фізики в житті.

4. Сприяє вихованню колективізму, накопиченню спостережень за працею та відношенню до неї дорослих і у зв'язку з цим вихованню любові до праці.

5. Головне ж значення різноманітності видів позакласної роботи полягає в посилені зацікавленості  до математики, сприяє розвитку здібностей  гімназистів.

Намагаємося використовувати різноманітні форми позаурочної роботи з математики та фізики.

Однією із ефективних форм позакласної роботи є «Школа олімпійського резерву, в якій учні працюють на факультетах «Математика», «Фізика», «Прикладна математика».  До роботи залучаємо науковців, які надають допомогу в організації дослідницької роботи. Результатом цієї роботи є призові місця в конкурсах «Едісони XXI століття, «Студія геометричних ідей», обласного та Всеукраїнського етапів конкурсу-захисту науково – дослідницьких робіт учнів – членів МАН.

Теми робіт переможців:

«Розщеплення світла в мильній плівці»,

«Розробка немеханічної пральної машини»,

          « Дослідження механіки ATLATL»,

          «Слідство у справі «Пізанська вежа»:фізичний аналіз»,

           «Паперовий будинок»,

 «Дослідження сонячної активності»,

           «Дослідження зміни ваги тіла під час витікання речовини з отвору посудини»,

          «Вимірювання площ фігур за допомогою папера в клітинку»,

«Психогеометрія та її роль у вивчені людини»,

«Геометрична ілюстрація алгебраїчних рівнянь і нерівностей».

Великою популярністю у учнів користуються декади фізико – математичних наук, пікніки науки, на яких учні демонструють результати своїх досліджень, пропагуюючи свою улюблену науку. При проведенні таких декад необхідно створювати певний емоційний фон, наприклад, використовувати уривки спеціально підібраної музики. Найефективніше застосовувати фрагменти класичної музики, це сприяє емоційному розвантаженню учнів (науковий факт).

Крім цього, одним із перспективних шляхів  формування   мотивації  здобувачів освіти до навчально-пізнавальної діяльності є дистанційне навчання. Як приклад-це серії розроблених тренувальних тестів, задач з різних розділів програми вчителями Криворізької гімназії №49  для якісної самопідготовки до уроків, контрольних робіт, державної підсумкової атестації, зовнішнього незалежного оцінювання, розміщених на власних учительських сайтах. Як, приклад,- сайт учителя фізики,  Криворізької гімназії №49 :

 https://sites.google.com/site/fizicnijnovigator2. 

       Для створення тестів використовуємо Excel а також спеціалізовану програму "My Test". Можливі дві форми організації тестів, які умовно можна назвати "вибери відповідь з пропонованих варіантів" і "напиши правильну відповідь". Організація тесту за принципом "вибери відповідь з пропонованих" забезпечує швидкість проходження тесту, оскільки не вимагає від здобувачів освіти особливих навичок роботи на комп'ютері. Для видачі відповіді досить натиснути клавішу з номером правильної відповіді, вибравши його серед запропонованих.

Організація тесту за принципом "напиши правильну відповідь" припускає хорошу початкову підготовку гімназиста як користувача персонального комп'ютера. Видача відповіді здійснюється його набором і вимагає гарних знань клавіатури, у тому числі "перемикання на англійську мову" і уміння набирати формули за допомогою спеціальних програм, таким чином, здійснюються міжпредметні зв'язки. На цьому етапі комп'ютер допомагає учителеві в управлінні учбовим процесом, видає результати  контрольних робіт  з урахуванням допущених в темі помилок і витраченого часу. Комп'ютер дозволяє здобувачам освіти проводити самоконтроль і взаємоконтроль за виконанням завдань.

За допомогою дистанційного навчання на сайті проводиться підготовка, наприклад,  до фізичного практикуму в 10 класі фізико-математичного профілю. На сторінках сайту гімназисти отримують інструкцію з виконання лабораторної роботи чи практикуму в текстовому редакторі Word та авторське відео проведення експериментального дослідження. Розрахунки виконують в програмі Excel. Прикладом є авторська  інструкція вчителя фізики з лабораторної роботи «Визначення маси тіла за допомогою похилої площини».

Для підвищення рівня самоосвітньої компетентності здобувачів освіти щодо розв’язування задач, підготовку гімназистів до олімпіад здійснюємо дистанційно, пропонуючи завдання на сайті, наприклад завдання з фізики: На планеті Бук на космічному катері професора Селезньова потужністю 3000000 Вт за бажанням Аліси завантажили скліса (корова з крилами) масою 500 кг. При цьому професор увімкнув двигуни свого катера на 10 % потужності, рівномірно піднявся на   висоту Н=100 м за 5 секунд. Яка маса космічного катера з екіпажем без скліса. Прискорення вільного падіння на цій планеті g=5м/с².

Крім цього, спілкуючись дистанційно, гімназисти можуть запропонувати свої власні авторські відео-завдання, що вчить вмінню обміну власним досвідом. А кожний вчитель повинен бути готовим до якісного проведення таких дистанційних уроків.

Зазначимо результат представленого досвіду роботи вчителів предметів фізико-математичного циклу Криворізької гімназії №49. За підсумками  роботи здійснено моніторинг успішності здобувачів освіти за обраним напрямом. Моделями, схемами, розробками медіа-уроків, представленими посібниками, збірниками сюжетних задач можуть користуватись вчителі фізико-математичних дисциплін інших навчальних закладів. Елементи досвіду роботи, творчі напрацювання були представлені на засіданнях шкільного методичного об’єднання, педагогічних радах, засіданнях районних методичних об’єднань, міських інтегрованих семінарах-практикумах.  Матеріали досвіду роботи вчителів гімназії представлені 30 публікаціями в журналах «Фізика в школах України», « Математика в школах України», «Завуч» та «Нива знань» та в 10 авторських методичних посібниках.

Про ефективність роботи свідчать результати участі гімназистів в олімпіадах та інтелектуальних конкурсах різних рівнів. У 2020 році підготовлені 48 призерів районних, міських, обласних олімпіад предметів фізико-математичного циклу, 10 переможців міського конкурсу «Едісони ХХІ століття» та 7 переможців обласного конкурсу - захисту науково-дослідницьких робіт  учнів – членів Малої академії наук, 92 достатніх та високих результатів учнів у Всеукраїнських конкурсах «Левеня», «Колосок», «Геліантус».

Результативність роботи підтверджує і вступ випускників гімназії до вищих навчальних закладів: з 30 випускників 2019-2020 року 25 навчається на бюджетній формі, 5 учнів – на контрактній; 4 учня вступили на фізико-математичний факультет Криворізького педагогічного інституту.

Отже, формування мотивації у здобувачів освіти до навчально-пізнавальної

діяльності конче необхідне для того, щоб розвивати їх здібності, таланти, а головне-бажання до пізнання світу. Самого знання предмету для вчителя тут замало. Треба ще мати досвід психолога, любити дітей. Це надає сил, витримки, впевненості у важливості своєї справи, тому що формулою  успішної роботи вчителя є:

Дослідження  +  досвід = зоряна ідея.

                                  Список використаних джерел

1. Васильченко І. Сучасна математика та методика її викладання / І.

Васильченко // Вища школа. – 2001. – №6. – С.33-37.

2. Волковська Т.І. Особистісно зорієнтоване навчання // Шкільні інновації, випуск 2.
3. Васюкова Е.Е. Уровни развития познавательной потребности и их

проявление в мышлении / Е.Е. Васюкова // Вопросы психологии. – 1998. –

№3. – С. 91-103.

4. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при использовании ИКТ на уроках физики/ Л.А. Иванова. – М.: Просвещение, 2009. – 160 с.
5. Каленик М.В. Сучасний урок/ М.В. Каленик. – М.: Освіта, 2013. – 72 c.
6. Каленик М.В. Інформаційно-комунікаційні технології  у циклах навчального процесу з фізики/ М.В. Каленик. – М.: Освіта, 2012. – 52 c.
7. Каленик В.И. Интеграция идей организации процесса обучения в общеобразовательной школе/ В.И. Каленик. – М.: Освітa, 2012. – 164 с.
8. Панішева О. В. Тиждень математики в школі / О. В. Панішева. – Х. : Вид. група «Основа», 2007. – 144 с.
9.   Усова А.В. Інноваційні технології навчання/ А.В. Усова. – М.: Освіта, 2014. – 300 с.
10.  Фасоля А.М. Діяльнісна основа навчання на особистісно зорієнтованому уроці// Дивослово.-2008.-№5.