Науково-дослідницька діяльність у школі при викладанні фізики

Брагинівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

Науково-дослідницька

діяльність

у школі при викладанні фізики

Учитель фізики та інформатики

                                                             Гуменюк В. М.

       Актуальними завданнями сучасної школи є пошук оптимальних шляхів зацікавлення учнів навчанням, підвищення їх розумової активності, спонукання до творчості, виховання школяра як життєво й соціальне компетентної особистості, здатної здійснювати самостійний вибір і приймати відповідальні рішення в різноманітних життєвих ситуаціях, вироблення вмінь практичного і творчого застосування здобутих знань.

    Це означає, що вчитель має орієнтуватися на використання таких педагогічних технологій з допомогою яких не просто поповнювалися б знання й уміння з навчального предмета, а й розвивалися такі якості учня, як пізнавальна активність, самостійність, уміння творчо виконувати завдання.

 Учень – це не посудина, яку    потрібно наповнювати, а факел, який треба запалити. (К. Д. Ушинський)

      Учень охоче засвоює ту чи іншу інформацію, більше того — має міцно сформовану потребу в якісній пізнавальній діяльності, сильні та стійкі мотиви цієї діяльності. Процес пізнання - це процес переходу від найпростіших моделей світу до більш складних. Дитина повинна розвиватись і навчатись кожної миті. Необхідно, щоб безперервно відбувалась різноманітна пізнавальна дослідницька діяльність - у співпраці з учителями, батьками, іншими дітьми. Як тільки зникає зацікавленість, натхнення, подив, відразу починають панувати лінощі та примус. Тоді труднощі в навчанні стають неподоланними, і дитина, яка була старанна і дисциплінована, вже не зможе набути справжніх знань та навичок.

       Формування науково-дослідницьких вмінь у школярів - процес складний і довготривалий. Він не виникає на порожньому місці і не розвивається сам по собі. А тому завдання вчителя-керівника - поступово і методично формувати дослідницькі навички, здійснюючи постійний контроль за виконанням учнями науково-дослідницьких робіт; аналізувати і виправляти помилки; визначати найкращі, найефективніші шляхи виконання роботи.

           Дослідження – це теоретична та експериментальна діяльність, спрямована на одержання нових знань про закономірності розвитку природи, суспільства, людини, їх взаємозв’язок.

       Науково-дослідницька діяльність у школі – це творча праця учня під керівництвом учителя, яка полягає у відкритті нових знань на основі науки та особистого досвіду дитини.

        Наукове дослідження в цілому – це особлива форма процесу пізнання, це цілеспрямоване вивчення об’єкту на основі науки, яке завершується новими знаннями про досліджуваний об’єкт.

 Дослідницька робота:

• сприяє глибокому та всебічному засвоєнню програмового матеріалу, набуттю практичних навичок, пов’язаних з методами досліджень, опануванню принципів, способів і техніки вимірювання величин та обробки результатів експерименту.
• розширює взаємозв’язки між предметами.
• привчає до роботи в групах, сприяє розвитку самостійності, формує дослідницькі навички, уміння застосовувати набуті знання для розв’язування практичних завдань.
• відіграє важливу роль у формуванні творчої особистості, оскільки учні самостійно здобувають знання, аналізують їх, узагальнюють і роблять висновки.

   Дослідницька практика школярів повинна відповідати науковим методам знання, розширювати зміст їхньої освіти й удосконалювати підготовку до майбутньої діяльності.

      Дослідницька робота над темою дослідження є найефективнішою для розвитку дослідницьких і наукових здібностей учнів. Це легко пояснити: якщо учень за рахунок вільного часу готовий займатися питаннями якої-небудь дисципліни, то знімається одна з головних проблем викладача, а саме - мотивація учня до занять. Учень вже настільки розвинутий, що працювати з ним можна не як з учнем, а як з молодшим колегою.

      Тобто учень з посудини, яку треба наповнити інформацією, перетворюється на джерело останньої. Він стежить за новинками літератури, прагне бути в курсі змін, що відбуваються у вибраній їм науці, а головне - процес осмислення науки не припиняється за межами навчального закладу.

 Напрямки дослідно-пізнавальної роботи в школі

Пізнавально-дослідницька робота з учнями провадиться в школі  за наступними напрямами:

1. Пізнавально-дослідницька діяльність як складова навчального процесу (повідомлення, доповіді, реферати, проекти учнів);

2.  Пізнавально-дослідницька діяльність , що доповнює навчальний процес (факультативи, гуртки, спецкурси, творчі конкурси)

3.  Пізнавально-дослідницька діяльність,  що здійснюється паралельно навчальному процесу (конкурси науково-дослідницьких робіт різного рівня, турніри  та олімпіади).

      Метою застосування  досліджень у навчанні є набуття учнями досвіду дослідницької роботи в пізнавальній діяльності, поєднання розвитку їх інтелектуальних здібностей, дослідницьких умінь і творчого потенціалу та формування на цій основі активної, компетентної, творчої особистості.

       Дослідницька діяльність учнів — діяльність учнів, зв'язана з рішенням учнями творчої, дослідницької задачі із заздалегідь невідомим рішенням (на відміну від практикуму, що існують для ілюстрації тих чи інших законів природи) і яка передбачає наявність основних етапів, характерних для дослідження в науковій сфері: постановка проблеми, вивчення теорії, присвяченій даній проблематиці, підбір методик дослідження і практичне оволодіння ними, збір власного матеріалу, його аналіз і узагальнення, науковий коментар, власні висновки. Будь-яке дослідження, неважливо у якій області природних чи гуманітарних наук воно виконується, має подібну структуру. Такий ланцюжок є невід'ємною частиною дослідницької діяльності, нормою її проведення.

 Основними етапами навчального дослідження є:

1. Визначення проблем.

2. Формулювання дослідницьких завдань.

3. Висунення гіпотез.

4. Визначення методів дослідження.

5. Проведення дослідження.

6. Аналіз отриманих даних.

7. Оформлення висновків та кінцевих результатів.

 При цьому пізнавально-дослідницька діяльність розглядається як:

1.  Невід’ємна (а не додаткова) складова навчально-виховного процесу;

2.   Логічне продовження науково орієнтованої навчальної праці  (а не принципово інший вид діяльності);

3. Як найбільш ефективний спосіб формування науково орієнтованого мислення;

4. Як процес безперервний,  що знаходить своє виявлення в різних формах  залежно від віку,  виду навчальної діяльності,  особливостей мислення, специфіки навчального предмета, ступеня складності наукової проблеми;

5. Як особливий, специфічний вид навчальної діяльності, у процесі якої учень, використовуючи теоретичні та практичні знання, уміння й навички, знаходить розв’язання певної наукової  (теоретичної або прикладної)  проблеми,  а також оригінально застосовує відомий науковий метод розв’язання будь-якої проблеми до її аналізу.

        Дослідницький метод у навчанні   - метод залучення учнів до самостійних та безпосередніх спостережень, на основі  яких  вони встановлюють  зв'язок предметів та явищ дійсності , роблять висновки, пізнають закономірності. Внесення елемента дослідження до начальних занять сприяє вихованню у школярів активності, ініціативності, допитливості, розвиває їх мислення, заохочує потребу дітей в самостійний пошук та «відкриття» , задовольняє їх  дослідницький рефлекс. Саме на уроках та готуючись до них учні проводять перші міні-дослідження, набувають перші навички самоконтролю на основі введення учителем у структуру заняття ситуацій самооцінювання і взаємооцінювання.

            Метою дослідницької технології є набуття учнями навиків дослідницької роботи, формування активної, творчої особистості.

 Роль учителя в процесі дослідницьких методів навчання полягає в :

а) спрямуванні учнів на осмислення проблеми в цілому;

б) створенні умов для пошукової творчої діяльності;

в) організації самостійної пошукової діяльності.

г) допомога у виборі напрямку та об’єкта дослідження;

 д) спрямування на вибір першоджерел з обраної теми;

ж) контроль та корекція щодо відповідності одержаних висновків;

з) систематизація одержаних висновків;

 е) орієнтування на практичне використання;

 є) консультування та допомога щодо захисту результатів.

    Експериментальні психологічні дослідження переконливо свідчать, що створення образів позитивно впливає на продуктивність мислення в різних видах діяльності. Розвиток образного мислення на уроках є важливою складовою формування інтелекту учнів. У цьому значну допомогу надає експеримент (демонстраційний, фронтальний, лабораторний).

     Експеримент – багато функціональний, використовується на різних етапах уроку та з різною метою. Зокрема він:

• джерело знань;

• виконує роль вихідних фактів для обґрунтування теорії;
• є наочною реалізацією гіпотез;
• слугує для перевірки теоретичних висновків, демонстрації застосування законів у практичному житті, створення проблемної ситуації на уроці;
• стимулює творчу активність учнів на уроці: вони спостерігаючи, аналізують, порівнюють, зіставляють явища, поняття, закони, а отже, розвиваються;
• сприяє закріпленню вивченого матеріалу, є систематизацією та узагальненням знань і вмінь.

       Шкільний  експеримент як органічна складова методичної системи навчання природничих наук забезпечує формування в учнів необхідних практичних умінь, дослідницьких навичок та особистісного досвіду експериментальної діяльності, завдяки яким вони стають спроможними у межах набутих знань розв'язувати пізнавальні завдання засобами  експерименту. У шкільному навчанні він реалізується у формі демонстраційного і фронтального експерименту, лабораторних робіт, фізичного практикуму, дослідницьких навчальних проектів, домашніх дослідів і спостережень.

 Проведення шкільного експерименту сприяє розвитку логічного мислення, допитливості й кмітливості, навчає учнів глибше розуміти суть явищ природи, стимулює бажання пізнавати навколишній світ.

 Самостійне експериментування учнів цікаве, особливо коли вони використовують найпростіше обладнання, саморобні прилади або предмети побуту, в результаті якого вони відкривають явища та закономірності їх перебігу, збагачуються новими фактами, не лише сприяє розвитку логічного мислення, а й формує інтерес, упевненість у своїх силах, створює ситуацію успіху .

        Одним з видів навчально - дослідницької діяльності є організація спільних екскурсій і експедицій дітей і підлітків, як ефективної системи формування інтелектуального простору з особливими якостями: високим рівнем самостійності перебування в автономних умовах, безпосередній та інтенсивний контакт з природою, використанням великого різноманіття виховних та освітніх форм діяльності. Науково - дослідна робота у природній лабораторії наближає навчання до життя. На першому етапі це відбувається через формування вмінь та навичок практичної роботи з найпростішим обладнанням і спорядженням, які, до речі, можна виготовити самостійно. Саме такий підхід до дослідницької роботи обумовлює необхідність використання знань природничо- математичного спрямування: принципу дії приладу, обрахування його можливостей, конструювання, тестування.

              Досвід організації та проведення науково-дослідницьких експедицій свідчить про необхідність користуватись великими можливостями інтегрованих наук, тобто працювати на їх умовних «стиках», які об’єктивно віддзеркалюють складний, комплексний характер процесів у природі.

   Пізнавальні конфлікти, які виникають в процесі дослідження, підводять учнів до необхідності збору, аналізу і узагальнення даних, до висунення і перевірки гіпотез. Застосування дослідницького підходу в навчанні спрямоване на становлення в школярів досвіду самостійного пошуку нових знань і використання їх в умовах творчості.

     Засобом розвитку інтелектуальної та емоційної сфери особистості, що формує здатність уявляти, співпереживати, узагальнювати й застосовувати набуте упродовж життя, є пошуково-дослідницька робота. Сучасна психолого-педагогічна наука застосовує такі види діяльності:

• урочну, позаурочну та самостійну;
• проходячи від етапу підготовки дослідження до звітів дослідників;
• обговорення та застосування результатів;
• проектування та планування нового дослідження;
• відбувається  не тільки накопичення знань, а й формування навичок пошуку та дослідження;
• інтеграція діяльності суб’єктивного (утворювального) характеру.

             Найціннішим моментом на уроках з застосуванням дослідницької технології є самостійне виведення учнями правильних наукових висновків на основі отриманих результатів.

      Виконання  пошуково - дослідницьких робіт потребує від дитини вміння працювати самостійно. Самостійна навчальна робота учнів - оволодіння науковими знаннями, практичними вміннями та навичками в усіх формах організації навчання, як під керівництвом учителя, так і без нього. Цілями такого навчання, з погляду перспективи написання дослідницької роботи , мають бути:

• закріплення, поглиблення, розширення та систематизація знань;

• формування потреби до постійної самоосвіти;

• формування навичок самостійної дослідницької діяльності.

          Організація дослідницької діяльності  відбувається як на різних рівнях , так і в  різних формах та проявах . Перш за все, це урочна діяльність. У якості творчих домашніх завдань учням пропонується  підготовка  повідомлень , пошук відповідей  та ті чи інші питання , написання рефератів , складання кросвордів  тощо. Ця нехитра, але цінна діяльність підштовхує до повсякденної роботи з додатковою літературою, відвідування  бібліотек, пошуку інших джерел інформації (всесвітня мережа). Дитина , схильна до  дослідницької  поведінки , не буде розраховувати лише на ті знання, що даються їй у ході традиційного навчання,  вона сама  буде  активно  вивчати  навколишній світ, набуваючи  нового для себе інформаційного  досвіду  творця – першовідкривача.

    Власну пошуково -  дослідницьку діяльність  учня слід розглядати, у першу чергу , як один із основних напрямків розвитку  творчих  здібностей . Шляхів розвитку творчих здібностей дитини існує багато, але власна дослідницька практика , безумовно, - один із самих ефективних .

    Дослідницька діяльність – чудове поле діяльності учнів , при виконанні якої розв’язуються наступні завдання:

• розв’язання  практичний завдань;
• самореалізація особистості;
• виховання почуття відповідальності  за будь - яку  справу;
• уміння проектувати та прогнозувати свою діяльність.

    Активізувати  пошукову діяльність учнів на уроках допомагають нетрадиційні задачі, до складу яких можна віднести :

- задачі із частково неправильними даними в умові ;

- задачі на пошук причини події;

- задачі типу « чорна скриня»;

- задачі дослідницького характеру;

- задачі , умови яких складаються самими учнями;

- задачі на спростування хибної думки;

- задачі, умови яких пов’язані  з  поведінкою  звичних для учнів тіл.

      Застосування дослідницького підходу в навчанні спрямоване на становлення в школярів досвіду самостійного пошуку нових знань і використання їх в умовах творчості, на формування нових пізнавальних цінностей учнів і збагачення їх.

   Науково-дослідницька робота пов’язана з проблемним навчанням, яке формує мислення особистості у широкому застосуванні всіх його складових: сприйняття, аналіз, синтез, порівняння, абстрагування. До цього органічно додається важлива емоційна складова допитливості, жвава робота з пошуку нових знань, очікування відкриття і розуміння зв’язків різноманітних процесів. Дуже важливо, що це відбувається у взаємодії різнорівневого досвіду учнів.