Факультативный курс «Экспериментальная физика. 7-9 класс»

Аннотация

В школе физика рассматривается как один из предметов, выполняющих не только познавательную, но также развивающую и воспитывающую функции. «Физика» – системообразующий учебный предмет для предметной области «Естественнонаучные предметы», поскольку физические законы лежат в основе процессов и явлений, изучаемых химией, биологией, астрономией и физической географией. Использование и активное применение физических знаний определило характер и бурное развитие разнообразных технологий в сфере энергетики, транспорта, освоения космоса, получения новых материалов с заданными свойствами и др. Без физики было бы невозможным само появление информационных технологий, лавинообразное развитие вычислительной техники. В качестве школьного предмета физика вносит основной вклад в формирование естественнонаучной картины мира школьников и предоставляет наиболее ясные образцы применения научного метода познания, то есть способа получения достоверных знаний об окружающем мире. Наконец физика – это предмет, который наряду с другими естественнонаучными предметами, должен дать школьникам представление об увлекательности научного исследования и радости самостоятельного открытия нового знания.

Занятия представлены в виде практических и экспериментальных работ. В основе курса разнообразные эксперименты и исследования физических явлений и законов, которые могут провести под руководством учителя и самостоятельно обучающиеся 13-15 лет.

Программа может быть реализована учителями физики как факультативный курс в 7-9 классах при реализации ФГОС ООО.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Пояснительная записка

Программа факультативного курса по направлению общеинтеллектуальное развитие личности «Экспериментальная физика» для 7-9 классов является авторской программой, рассчитана на 105 часов (3 года по 1 часу в неделю) и разработана в соответствии с нормативными документами:

- Федеральный закон от 29.12.2012 N 273-ФЗ "Об образовании в Российской Федерации";

- Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 29.12.2010 №189 «Об утверждении СанПин 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях».

- Приказ Министерства образования Российской Федерации от 17 декабря 2010 № 1897 «Об утверждении ФГОС ООО».

- Основная образовательная программа основного общего образования муниципального бюджетного образовательного учреждения «Гимназия №1» г. Ангарска;

Программа развития гимназии «Школа социального опыта» (2017-2022 гг.).

Актуальность

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) нацеливает современ­ную школу на развитие исследовательских умений обучающих­ся, организацию проектной деятельности школьников, интегра­цию урочных и внеурочных форм работы. В проекте концепции развития образования по физике рассмотрены теоретические основы, содержание, методы и технологию орга­низации внеурочной проектной деятельности учащихся основной школы, направленной на совершенствование экспериментальной составляющей школьных уроков физики.

Исходя из идеи непрерывности естественнонаучного образования и ориентируясь на структуру содержания школьного обучения физике, данный курс позволяет реализовать принцип развивающего обучения на основе системно-деятельностного подхода, который позволяет реализовать развитие личности учащегося на основе освоения универсальных учебных действий, познания и освоения мира.

Образовательная деятельность и учебное сотрудничество в ходе изучения курса служит достижению целей личностного и социального развития обучающихся. В ходе его изучения они вовлекаются во все этапы научного познания: от наблюдения явлений и их эмпирического исследования до выдвижения гипотез и экспериментальной проверки теоретических выводов.

Изучение курса позволяет освоить экспериментальные методы познания явлений, изучаемых в курсе физики в 7-9 классах, применять полученные знания в предметных олимпиадах и конкурсах.

Курс знакомит учащихся с многочисленными явлениями физики через наблюдения, эксперименты, моделирование. Программа курса направлена на повышение интереса к физике и способствует лучшему усвоению материала, на создание условий для самостоятельной творческой деятельности учащихся, на развитие интереса к практической деятельности на материале увлекательных опытов и экспериментальных работ.

Поскольку наблюдения и опыты являются источниками знаний о природе, ученики выступают в роли физиков-исследователей. Выполнение самостоятельных практических работ обеспечивает связь физического эксперимента с изучаемым теоретическим материалом, что позволяет детям, самостоятельно делать обобщения и выводы.

Логика подачи материала в программе выстроена от наблюдения и анализа окружающих явлений к выводам и знаниям через экспериментальную проверку законов.

В работе с данным содержанием возможны виды деятельности: фронтальный эксперимент, лабораторная работа и моделирование. Учебное исследование. В процессе научного исследования учащиеся вовлечены в деятельность, которая воспроизводит работу ученых: т.е. как думают и что делают ученые при принятии решений, например, как формулируют вопросы и планируют ход исследования. Моделирование - это деятельность, в которой учащиеся строят представление (модель) концепции или объекта.

При изучении курса учащиеся выполняют домашние практические задания, экспериментальные работы, моделируют приборы для демонстрации явлений и проведения лабораторного эксперимента. Доля самостоятельной работы ученика в работе по данному курсу – время, когда он может проявить инициативу – составляет три четверти курса. Материал сгруппирован по годам обучения и блокам.

Промежуточная аттестация проводится в форме зачетной экспериментальной работы. В конце года защита проекта предусматривает создание проектного продукта - «прибор своими руками».

Новизна.

Важ­нейшим вопросом дидактики физики является вопрос о том, что именно изучают школьники, осваивая школьную физику?

Многие педагоги считают, что обучающиеся усваивают так на­зываемые основы наук, то есть знания о природе, уже известные физической науке. Но научные знания о физических объ­ектах и явлениях систематизированы в научной теории. Отсюда делают вывод, что в школе нужно изучать, главным образом, фи­зические теории. Недостаток этого подхода состоит в том, что при его реализации в практике обучения от физики остается лишь одна теория, адаптированная к уровню обучающихся. Но научить физике без опытов невозможно, так как физика — наука экспери­ментальная. Поэтому вконцепции основ наук учебный экспери­мент обязательно присутствует, но на второстепенных ролях, как необходимая иллюстрация положений физической теории.

Поэтому данный факультативный курс позволяет осуществлять другой подход, который заключается в том, что в школе нужно изучать не готовые знания о физических явлениях,а сами явления сред­ствами, которые доступны обучающимся. Иными словами, школь­ники, пользуясь знаниями и методом современной физической на­уки, совместно с учителем должныисследовать физические яв­ления исоздавать физические теории, объясняющие эти явления и предсказывающие новые.

В. Г. Разумовский о содержании физического образования в школе писал так: «Объектом изучения физики, как и всех есте­ственных наук, является не учебник и содержащиеся в нем фор­мулировки и формулы, а явления природы, и целью обучения яв­ляются не только знания и умения решать задачи по заданным данным, а приобретенный опыт самостоятельной познавательной и творческой деятельности. Поэтому в содержание школьного об­разования должны входить не только важнейшие открытия явле­ний и законов природы, но и способы, которыми они были достиг­нуты, и накопленный опыт научных исследований в историческом развитии науки».

Изложение ведётся нетрадиционно – опыт и эксперимент являются основным средствам подачи материала. Большая часть занятий уделено эксперименту и моделированию. Экспериментальная часть программы базируется на исследовательском методе, что позволяет развивать мыслительную деятельность (анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификацию и др.)

Методологическая основа программы базируется на личностно-ориентированном системно-деятельностномподходе с учётом возрастных особенностей обучающихся13-15 лет.

Основополагающие принципы обучения:

Здоровьесберегающее обучение;

Преемственность в обучении;

Интеграция с другими предметами;

Научность.

Цель: осмысление и расширение личного опыта обучающихся в области естествознания, приучение к научному познанию мира, развитие у обучающихся интереса к изучению физики и подготовка их к систематическому, углублённому изучению курса физики.

Задачи образовательные: способствовать созданию условий для формирования первоначальных представлений о физической сущности явлений природы (механических, тепловых, электромагнитных), ознакомить обучающихся с простейшими механизмами и увлекательно-познавательными опытами, в основе которых лежат физические законы; раскрыть закономерности наблюдаемых явлений, их практическое применение.

Задачи развивающие: развивать внимание, умение наблюдать физические явления, проводить простейшие естественнонаучные эксперименты, сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни.

Задачи воспитательные: способствовать формированию уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению; развивать мотивацию к обучению и целенаправленной познавательной деятельности.

Мониторинг освоения программы базируется на:

методах психолого-педагогической диагностики (наблюдение, анкетирование, собеседование);

методе контроля и самоконтроля выполнения творческих заданий, практических работ.

Межпредметные связи программы факультативного курса

Программа факультативного курса «Экспериментальная физика» носит комплексный характер, что отражено в межпредметных связях, с такими учебными дисциплинами, как информатика, математика.

2. Планируемые результаты освоения программы «Экспериментальная физика»

В процессе обученияу обучающихся формируются познавательные, личностные, регулятивные, коммуникативные универсальные учебные действия.

Личностными результатами программы факультативного курса является формирование следующих компетенций:

сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся;

убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, уважение к творцам науки и техники, отношение к физике как элементу общечеловеческой культуры;

самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными интересами и возможностями;

мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно ориентированного подхода;

формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения.

Метапредметными результатами программы факультативного курса является формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):

Регулятивные УУД:

Определять и формулировать цель деятельности.

Ставить учебную задачу.

Учиться составлять план и определять последовательность действий.

Учиться высказывать своё предположение (гипотезу) на основе наблюдений.

Учиться работать по предложенному плану.

Учиться самостоятельно формулировать проблему и пути поиска решения.

Составлять самостоятельно план выполнения эксперимента.

Учиться отличать верно выполненное задание от неверного.

Учиться совместно с учителем и другими учениками давать эмоциональную оценку деятельности

Познавательные УУД:

Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя схемы-опоры, ПК, учебный текст, свой жизненный опыт и информацию, полученную на занятиях.

Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всей группы.

Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять рассказы на основе простейших моделей (предметных, рисунков, схематических рисунков, схем); находить и формулировать решение задачи с помощью простейших моделей (предметных, рисунков, схематических рисунков).

Коммуникативные УУД:

Уметь донести свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и письменной речи (на уровне одного предложения или небольшого текста).

Слушать и понимать речь других.

Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и следовать им.

Учиться выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя, критика).

Оздоровительные результаты программы факультативного курса:

осознание учащимися тесной связи человека с законами природы, необходимости заботы о своём здоровье и выработки форм поведения, которые помогут избежать опасности для жизни и здоровья;

умение систематически наблюдать за своим физическим состоянием, величиной физических нагрузок, данными мониторинга здоровья (рост, масса тела и др.), показателями развития основных физических качеств (силы, быстроты, выносливости, координации, гибкости).

При изучении курса «Экспериментальная физика» в соответствии с требованиями ФГОС формируются следующие предметные результаты:

приобретение учащимися знаний о дискретном строении вещества, механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях;

описание и объяснение явлений с использованием полученных знаний, требующих создания и использования физических моделей, творческих и практико-ориентированных задач;

приобретение умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;

освоение приемов работа с информацией физического содержания, включая информацию о современных достижениях физики; анализ и критическое оцениваниеинформации;

знакомство учащихся со сферами профессиональной деятельности, связанными с физикой, и современными технологиями, основанными на достижениях физической науки.

3.Содержание программы

Тематическое планирование

Приложение 1

Список используемой учебно-методической литературы

1. Федеральный Государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО, М.: «Просвещение», 2011 год);

2. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений. — М.: Дрофа, 2013

3. Иванов Ю. В., Сысоева Б. П. Опыты по равномерному и неравномерному движениям // Учебная физика. — 2003. — № 4

4. Физика: пер. с англ. / под ред. А.С.Ахматова. — М.: Наука, 1965

5. Майер В. В., Вараксина Е. И. Мощный компьютерный стробоскоп //Учебная физика. — 2016. — № 1

6. Майер В. В., Вараксина Е. И. Ученический проект: демонстрация взаимодействия тел // Учебная физика. — 2016. — № 3

7. Майер В. В. Реакция вытекающей и втекающей струй // Квант. - 1978. — № 9

8. Майер В. В., Мамаева Е. С. Несколько новых опытов для седьмого класса // Учебная физика. - 2007. - № 1

9. Большая книга экспериментов для школьников/под ред. Антонеллы Мей Яни; пер.с ит Э.И. Мотылёвой.- М.: ЗАО “РОСМЭН-ПРЕСС”, 2011. - 264 с.

10.Разумовский В. Г., Майер В. В., Вараксина Е. И. ФГОС и изучение физики в школе: о научной грамотности и развитии познавательной и творческой активности школьников: монография. — М.; СПб.: Нестор История, 2014

11. Зорина Л. Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников. — М.: Педагогика, 1978.

12. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы /под ред. С. Е. Каменецкого, Н. С. Пурышевой. — М.: Издательский центр «Академия», 2000.

13. Разумовский В. Г. Научный метод познания и личностная ориентация

образования // Педагогика. — 2004. — № 6.

14. Разумовский В. Г., Майер В. В. Физика в школе. Научный метод познания и обучение. — М.: Гуманитар, изд. центр ВЛАДОС, 2004

15. Майер В. В., Вараксина Е. И. Взаимодействие учебной теории и учебного эксперимента в цикле научного познания // Учебная физика. — 2004. — № 2.

16.Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Сборник экспериментальных заданий и практических работ по физике. – М.: АСТ Астрель, 2005.

17.Варламов С. Д., Зильберман А. Р., Зинковский В. И. Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах. М.: Издательство МЦНМО, 2009.

18.Саранин В.А., Иванов Ю.В. Экспериментальные исследовательские задачи по физике 7-11 класс. – М.: Вако, 2015.

19.Вараксина Е.И., Майер В.В. Учебные проекты по школьному физическому эксперименту 7 класс. М.: Издательство «Флинта» Издательство «Наука», 2017.

Приложения2

Творческие конструкторские задания

Изготовить приборы:

прибор для наблюдения и изучения взаимодействия тел,

прибор для наблюдения и изучения инерции и инертности тел,

прибор для наблюдения и изучения силы тяжести,

прибор для наблюдения и изучения силы упругости;

прибор для наблюдения и изучения веса тела, невесомости и перегрузки;

контактный датчик

поршневой жидкостный насос невесомости,

фонтан,

сифон обыкновенный,

датчик давления,

сосуд тантала,

поршневой насос,

гидравлическая машина,

воздушный насос,

модель магдебурских полушарий,

Картезианский водолаз,

Ареометр;

Модель перископа;

Модели черных ящиков.

Приложение 3

Примеры занятий по моделирование приборов:

Приложение 5

1.Методические рекомендации

Программа факультативного курса «Экспериментальная физика» предназначена для учащихся 7-9 классов. Данная программа составлена в соответствии с возрастными особенностями учащихся и рассчитана на проведение 1 часа в неделю, 35 часов годовых в 7-9 классах. Программа построена на основании современных научных представлений о физиологическом, психологическом развитии ребенка этого возраста, раскрывает особенности соматического, психологического и социального здоровья.

Функции:

расширение, углубление, компенсация предметных знаний;

расширение коммуникативного опыта;

организация исследовательских и практических навыков.

Форма выражения итога, результата: защита учебных проектов.

Курс предусматривает проведение экспериментов, фронтальных практических работ.

Каждое занятие включает лекционные и практические виды деятельности, сочетает коллективные и индивидуальные формы обучения.

В результате прохождения программного материала учащиеся должны:

•получить представление о наиболее общих законах физики;

•уметь проводить опыты для подтверждения истинности действия законов физики, самостоятельно планировать и проводить исследование физического явления;

•моделировать простейшие приборы;

•владеть определенными навыками исследовательской работы;

•получить представление о методах исследования живой природы.

Оценка знаний и умений обучающихся может быть проведена в форме творческих работ (создание физических моделей и приборов и т. д.). А также через диагностику, мониторинг обучения учащихся. Контроль и оценка результатов освоения программы внеурочной деятельности зависит от тематики и содержания изучаемого раздела.

Формы учета для контроля и оценки планируемых результатов освоения программы факультативного курса

Программа факультативного курса предполагает обучение на двух основных уровнях: первый - информативный, который заключается в изучении правил и закономерностей физических явлений; второй — поведенческий, позволяющий закрепить полученные знания в исследовательской и проектной деятельности.

Мотивация к исследованию физических законов может быть выработана только в результате вовлечения учащихся в выполнение физического эксперимента. Принимая во внимание этот факт, наиболее рациональным способом будет подведение итогов каждого изучаемого курса в форме учебного индивидуального или коллективного проекта, результатов освоения учащимися программы внеурочной деятельности происходит путем архивирования творческих работ учащихся, накопления материалов по типу «портфолио».

Подобная организация контроля и оценки результатов освоения программы факультативного курса будет способствовать формированию и поддержанию ситуации успеха для каждого учащегося, а также будет способствовать процессу обучения в командном сотрудничестве, при котором каждый учащийся будет значимым участником деятельности.

2.Описание материально-технического обеспечения факультативного курса

Для реализации программы необходима материально-техническая база:

1.Учебные пособия:

натуральные пособия (реальные объекты живой и неживой природы);

изобразительные наглядные пособия (рисунки, схематические рисунки, схемы, таблицы, плакаты);

 презентации: «Законы физики вокруг нас», «Организуем исследование», «Простые механизмы на службе человеку», «Море загадок», «Творческий проект как вид деятельности», учебные таблицы по физике;

измерительные приборы: весы, часы, амперметр, физическое лабораторное оборудование.

2.Оборудование для демонстрации мультимедийных презентаций: компьютер, мультимедийный проектор, DVD, и др.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/340140-fakultativnyj-kurs-jeksperimentalnaja-fizika-