Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС, развитие технического мышления школьников на уроках физики и во внеурочной деятельности

«Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС, развитие технического мышления школьников

на уроках физики и во внеурочной деятельности».

Для планирования и проведения уроков в общеобразовательной школе при переходе на новые ФГОС  используется  технология  системно-деятельностного метода, которая развивает творческие способности учащихся.

 Структура уроков введения нового знания имеет следующий вид:

Мотивация (самоопределение) к учебной деятельности.

С этой целью на данном этапе организуется мотивирование ученика к учебной деятельности на уроке, а именно:

1) создаются условия для возникновения у ученика внутренней потребности включения в учебную деятельность («хочу»).

2) актуализируются требования к ученику со стороны учебной деятельности и устанавливаются тематические рамки («надо», «могу»).

Актуализация и пробное учебное действие.

На данном этапе организуется подготовка и мотивация учащихся к надлежащему самостоятельному выполнению пробного учебного действия, его осуществление и фиксация индивидуального затруднения.

Выявление места и причины затруднения.

На данном этапе организуется выход учащегося в рефлексию пробного действия, выявление места и причины затруднения. С этой целью:

1) выполняется реконструкция выполненных операций и фиксация в языке (вербально и знаково) шага, операции, где возникло затруднение;

2) учащиеся соотносят свои действия с используемым способом действий (алгоритмом, понятием и т.д.)

Целеполаганиеи построение проекта выхода из затруднения.

На данном этапе учащиеся определяют цель урока - устранение возникшего затруднения, предлагают и составляют тему урока, а затем строят проект будущих учебных действий, направленных на реализацию поставленной цели. Для этого в коммуникативной форме определяется, какие действия, в какой последовательности и с помощью чего надо осуществить.

Реализация построенного проекта.

На данном этапе осуществляется реализация построенного проекта: обсуждаются различные варианты, предложенные учащимися, и выбирается оптимальный вариант.

Первичное закрепление с комментированием во внешней речи.

На данном этапе учащиеся в форме коммуникативного взаимодействия (фронтально, в группах, в парах) решают типовые задания на новый способ действий.

Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

При проведении данного этапа используется индивидуальная форма работы: учащиеся самостоятельно выполняют задания нового типа и осуществляют их самопроверку, пошагово сравнивая с эталоном

Включение в систему знаний и повторение.

На данном этапе выявляются границы применимости нового знания и выполняются задания, в которых новый способ действий предусматривается как промежуточный шаг.

Организуя этот этап, учитель подбирает задания, в которых тренируется использование изученного ранее материала, имеющего методическую ценность для введения в последующем новых способов действий.

Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог урока).

На данном этапе организуется рефлексия и самооценка учениками собственной учебной деятельности на уроке.

    В настоящее время возрастает значимость политехнической подготовки учащихся средней школы, что определяется особенностями современного этапа социального развития.

Личный опыт, получаемый в учебной деятельности на уроках физики, и те умения и навыки, которые учащиеся приобретают в процессе обучения, жизненно необходимы им для становления и развития себя как личности, рационально мыслящей и действующей в повседневной деятельности.

          При этом обоснована целесообразность использования разных форм и методов в процессе обучения при изучении каждой темы по физике.

          Развитие технического мышления школьников происходит на уроках физики. Во-первых, при формирование физических и технических понятий, учитывая то, что физические и технические понятия представляют собой язык, на котором осуществляется описание принципов работы технических устройств, а потому служат основой для развития технического мышления обучающихся. Во-вторых, при обучении составлению физических задач, что предусматривает формирование у школьников умения составлять задачи с техническим содержанием. Это позволяет не только повысить их знания о технических объектах и технологических процессах, но и обучить работе со справочной литературой и другими источниками научно-технической информации. В-третьих, особое значение для развития технического мышления школьников имеет выполнение лабораторных работ, связанных с изучением устройства и принципа действия технических объектов.

Для развития технического мышления у обучающихся, самое главное - создать у школьника установку на творческий поиск.

          Для развития технического мышления используем методы, позволяющие активизировать учебную деятельность учеников и осуществлять интенсификацию учебного процесса. К ним относятся:

         - метод мозгового штурма - заключается в том, что задачу предлагается решить группе обучающихся, и на первом этапе решения они выдвигают различные гипотезы, порой даже абсурдные. Набрав значительное количество предложений, детально прорабатывают каждое из них;                            - метод новых вариантов - заключается в требовании решать задачу по-другому, найти новые варианты, решения. Это всегда вызывает дополнительную активизацию деятельности, нацеливает на творческий поиск, тем более что можно просить найти новый вариант и тогда, когда уже имеется несколько решений;

         - метод скоростного эскизирования заключается в том, что при решении новых задач обучающимся может быть предложено непрерывно «рисовать» процесс размышления - изображать все конструкции, которые приходят в голову. Школьников это приучает к более строгому контролю своей деятельности, регулированию посредством образов процесса творчества,

 а также метод контрольных вопросов,  деловые игры, семинары, дискуссии.

                   Одним из наиболее известных методов обучения техническому творчеству является проектный метод, который осуществляем в урочной и во вне урочной деятельности[2].

Алгоритм проектного обучения техническому творчеству можно выстроить следующим образом:

           - этап проектирования: зарождение идеи и установление проблемы; добывание необходимых сведений; осмысление идеи; создание мысленного образа проекта; определение и формирование конкретной модели в виде схемы, в виде технического рисунка;  первоначальная экспертиза образного варианта модели; мысленная обработка схемы проекта модели (размеры и формы  деталей и их количество); осмысление технологии изготовления проекта; подбор материалов и необходимых инструментов; подготовка рабочего места;

         - этап конструирования: выполнение технического рисунка модели проекта в перспективе; поиск путей решения проблемы; техническая экспертиза макетного варианта и выбор базового; определение технологии изготовления модели;

          - технологический этап: разработка алгоритма технологии изготовления модели,  прогнозирование,  уточнение назначения деталей модели и способов их соединения, разработка технологических операций выполнения модели, работа с операционно-технологическими картами,  соблюдение техники безопасности труда, изготовление модели, испытание модели.

          - этап оформления: оформление проекта (обоснование выбора проекта, краткое описание технологических процессов изготовления модели, чертежа, рисунка, схемы); подготовка фотоматериалов, составление проектной циклограммы; экономические расчеты по себестоимости;  маркетинг (реклама, оценка спроса, перспектива рынка); прогнозирование (что можно внести нового в совершенствование изделия).

          - защита проекта на уроках, выставках, конференциях.

В настоящее время общеобразовательные школы нашей страны нуждаются в лабораторном и демонстрационном оборудовании. В некоторой мере недостаток школьного учебного оборудования может быть восполнен изготовленными учителями с привлечением учащихся приборами, моделями, макетами, плакатами и т. д. Применяя их, можно значительно расширить возможности школьного физического эксперимента. Тем более, что сам процесс изготовления самодельных приборов представляет большую ценность в учебном и воспитательном отношениях. Изготовление приборов ведет за собой не только повышение уровня знаний, но и выявляет основное направление деятельности учащихся, развивая технический интерес школьников [5,6].

             Развитию технического мышления способствуют следующие формы организации учебной деятельности: групповая,  при проектирование или проведении эксперимента,  коллективная при решении проблемы или экскурсии, индивидуальная при выполнении творческого проекта. Также развитию технического мышления способствуют следующие средства: историко-научный, физико-технический материал, комплекс физико-технических задач и заданий, комплекс проектов разного типа для организации творческой деятельности на материале физики и техники, алгоритмы действий, средства диагностики[3].

          Технический интерес является ценным качеством личности подростка, является мотивом деятельности по подготовке к профессиональному самоопределению. Занятия техническим творчеством способствует формированию у школьников не только общетехнических, но и конкретных профессиональных интересов.

   А теперь более подробно:

Метод «мозгового штурма».

Оптимальное количество людей, решающих поисковую за­дачу методом «мозгового штурма», должно составлять 12-25 че­ловек. Половина из них генерирует идею, а другая ее анализирует. В группу «генераторов» включают людей с бурной фантазией. В группу «экспертов» вводят людей с аналитическим, критическим складом ума. Руководит «сес­сией» ведущий, наиболее опытный участник «мозгового штурма».

Основная задача «генераторов» должна заключаться в пред­ложении максимального количества идей решения поисковой за­дачи .Задача «экспертов» состоит в отборе приемлемых идей. Веду­щий, не прибегая к приказаниям и критическим замечаниям, за­дает вопросы, иногда подсказывает и уточняет высказывания участников обсуждения, следит, чтобы беседа не прерывалась.

Между участниками «мозгового штурма» должны быть ус­тановлены свободные и доброжелательные отношения. Надо, чтобы идеи, выдвинутые одним участни­ком, подхватывались и развивались другими. Анализ идей груп­пой «экспертов» проводится очень внимательно. Без тщательного анализа не должны быть отвергнуты даже самые фантастические или абсурдные идеи. При этом в ходе анализа идеи оцениваются ,учитывается мнение каж­дого «эксперта».

Опыт использования «мозгового штурма» показывает, что ге­нерации идей способствуют такие приемы, как аналогия (сделай так, как это делалось при решении другой задачи), инверсия (сделай наоборот), фантазия (предложи нечто неосуществимое) и пр. Большую роль играют здесь и субъективные качества участ­ников штурма – наличие прошлого опыта, боязнь оказаться бес­полезным, отсутствие творческого настроения.

Некоторые приемы ТРИЗ.

У педагога, использующего ТРИЗ, дети занимаются с увлече­нием и без перегрузок         осваивают новые знания, развивают речь и мышление.

ТРИЗ включает в себя:

- механизмы преобразования проблемы в образ будущего решения;

- механизмы подавления психологической инерции, препят­ствующей поиску решений (неординарные решения трудно находить без преодоления устойчивых представлений и стереотипов);

Обширный информационный фонд – концентрированный опыт решения проблем.

«Приемы» – исторически первая форма ТРИЗ. Это до­статочно конкретные рекомендации типа «сделать наобо­рот»: вместо действия, диктуемого условиями задачи, осу­ществить обратное действие; сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную – движущейся; повернуть объект «вверх ногами», вы­вернуть его. Приемов было выявлено более сорока. «Детский» прием ТРИЗ.

Мальчик лет восьми оказался перед проблемой: как войти в дверь, закрытую сестрой с другой стороны? Применить силу или угрозы, поднять крик? Он сформулировал идеальное решение: сестра САМА открывает дверь. Мальчик придвинул к двери стул со своей стороны и сказал сестре: «Я тебя запер». Через несколько секунд та уже распахнула дверь, освобождая себя из «плена». [2;С.144]

Более развитая форма ТРИЗ – рекомендаций – «Стандар­ты». Сейчас их известно более семидесяти. Как правило, стандарт – это конгломерат, сочетание приемов, геометри­ческих, физических, химических и иных эффектов, а также законов развития различных систем.

3.Рациональная тактика  решения изобретательских задач.

Создать рациональную тактику решения изобретательских задач можно лишь на основе объективных закономерностей развития технических систем. Но что это такое? ». Практика обучения ТРИЗ, решения изобретательских за­дач показывает, что зачастую сильные решения задачи связаны с использованием эффектов, выходящих за пределы специальности решающего. Поэтому в рамках ТРИЗ были созданы указатели различных явлений и эффектов: физи­ческих, химических, геометрических.

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначен­ная для анализа и решения изобретательских задач. АРИЗ возник и развивался вместе с теорией решения изобрета­тельских задач, являясь ее ядром. Первоначально АРИЗ на­зывался «методикой изобретательского творчества».

Он представляет собой программу последовательных операций по выявлению и устранению противоречий, по­зволяющую шаг за шагом переходить от расплывчатой ис­ходной ситуации к четко поставленной задаче, затем к пре­дельно упрощенной модели задачи и к противоречиям, лежащим на пути решения задачи. Далее – к разрешению этих противоречий с помощью явных или скрытых ресур­сов систем, так или иначе связанных с задачей.

Выбранный изобретателем объект рассматривается, со­гласно АРИЗу, как элемент закономерно развивающейся системы. В ходе анализа сначала выявляется техническое противоречие, возникающее между частями (или свойствами) системы, а затем локализируется причина технического противоречия – определяется физическое противоречие.

Физическое противоречие представляет собой разные и несовместимые требования к одной части объекта. Например, в двигателе внутреннего сгорания стенки цилиндра должны быть горячими, чтобы был обеспечен высокий КПД, и эти же стенки цилиндра должны быть холодными, чтобы был высокий коэффициент наполнения при такте всасывания и, следовательно, достаточная мощность двига­теля. Такого рода противоречия могут быть устранены с помощью определенных типовых приемов.

Выявление физического противоречия ведется по чет­ким правилам. Вот, например, задача: «Есть фильтр для очистки воздуха от неметаллических частиц пыли. Фильтр представляет собой конструкцию из многих слоев металли­ческой ткани. Время от времени фильтр необходимо очи­щать от забившей его пыли. Осуществляют это продувкой фильтра в обратном направлении. Очистка идет слишком долго. Как быстрее убирать пыль из фильтра?».

Люди, не знающие АРИЗа, начинают перебирать бесчисленные варианты: а если вымывать пыль? А если выбивать ее вибрацией? А если что-то растворять? С позиций АРИЗа задача проста. Существует правило, по которому целесообразно рассматривать изменение не при­родных, а технических элементов. Пыль – природный эле­мент. Металлическая ткань –элемент технический. Следо­вательно, удалять, вымывать, растворять, разрушать надо не пыль, а сам фильтр. Поры фильтра должны быть маленькими при работе и должны быть большими при очистке. Решение: заменим металлическую ткань ферро­магнитными крупинками, удерживаемыми магнитом или электромагнитом.

Такие задачи с помощью АРИЗа решают восьмиклассники.

В сущности, АРИЗ организует мышление изобретателя так, будто в распоряжении одного человека имеется опыт всех (или очень многих) изобретателей. И, что очень важно, опыт этот применяется талантливо. Обычно даже маститый изобретатель черпает из опыта решения, осно­ванные на внешней аналогии: вот эта новая задача похо­жа на такую-то старую задачу, значит, и решения должны быть похожими.

На двадцатом этаже живет карлик. Утром, направляясь на работу, он входит в лифт, нажимает кнопку и опуска­ется на первый этаж. Вечером, возвращаясь с работы, он заходит в лифт, нажимает кнопку и поднимается на деся­тый этаж, а дальше идет пешком. Почему он не поднима­ется в лифте на двадцатый этаж?

Редко ответ был правильным: «Карлик может дотянуться только до десятой кнопки».Узнав, что решению творческих задач мешает психологическая инерция, обус­ловленная, прежде всего, косностью, инертностью тер­минов, в которых ставится задача. Таких терминов в задаче Айзенка  два – «карлик» и «лифт». Решая задачу, слушатели на этот раз заменяли термин «карлик» словами «человек очень маленького роста». Результат: более поло­вины слушателей сразу давали правильный ответ.

Список  литературы:

Аверин A.M., Зеер Э.Ф. Развитие мышления учащихся в процессе решения технических задач. Методические рекомендации. - М.: РУМК, 1979.

Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.

Григорьев Г. П. Развитие научно-технического мышления учащихся на уроках физики в средней школе: Автореф. канд. пед. наук. -М., 1975.

Зуева Ф. А. Педагогические условия развития технического мышления у студентов инженерно-педагогических специальностей. Дисс. канд. пед. наук. Челябинск, 1998.

http://doc4web.ru/fizika/ispolzovanie-samodelnih-priborov-odin-iz-sposobov-aktivacii-pozn.html

http://uchifiziku.ru/2012/03/06/samodelnye-pribory/

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/344165-novye-metody-obuchenija-v-uslovijah-realizaci