Методика обучения физике с использованием робототехники и леготехнологий

Методика обучения физике с использованием робототехники и леготехнологий

Дмитриева Ольга Александровна

ГБОУ Школа 717 г. Москва

Под методикой подготовки мы подразумеваем последовательность этапов перевода студентов из состояния осознания необходимости освоения методики обучения учащихся получению знаний о физических явлениях при работе с научно-популярными текстами, в состояние способности реализовать эту методику.

Основой для построения методики является теория поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина (ТПФУД). Методика, построенная на основе ТПФУД, включает шесть этапов. Опишем для каждого этапа его цель и программу действий преподавателя и студентов применительно к рассматриваемой задаче подготовки студентов. В вузе лучше использовать пять этапов.

Мотивационный этап

Лучше всего, если мотивация овладения действием базируется на познавательном интересе, поскольку познавательная потребность обладает свойством ненасыщаемости.

На данном этапе студенты должны осознать необходимость освоения специальной методики обучения учащихся использования ЛЕГО-технологий в рамках преподавания школьного курса физики на уроках и в системе дополнительного образования. На данном этапе можно предложить студентам готовые модели, подготовленные заранее, с которыми им в дальнейшем предстоит работать. Если позволяет время можно даже предложить собрать модели самим, что несомненно вызовет большой интерес студентов.

Ориентировочный этап

Он включает в себя предварительное ознакомление с тем, что подлежит освоению, составление схемы ориентировочной основы будущего действия (ООД).

Для начала преподаватель совместно со студентами анализируют стандарт о среднем образовании по физике на предмет целей, задач и содержания образования.

Далее преподаватель предлагает студентам проанализировать учебники различных авторов (Перышкин А.В., Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е., Громов С.В., Кикоин И.К., Кикоин А.К.) для основной школы, методические пособия и предлагает составить фрагмент урока, где студенты должны использовать на уроке лего-технологии. Предположим, что группа состоит из 15 человек, я поделю их на 5 групп, и каждая группа получает свое задание.

Например,1 группа Урок в 11 классе по теме «Генератор переменного тока». После того, как мы рассмотрели, что происходит при вращении проволочного витка в однородном магнитном поле (рис. учебника), предлагается группе студентов разработать фрагмент урока, где проводится фронтальный эксперимент.

Основная идея данного эксперимента.

Ничто так не привлекает внимания и не стимулирует работу ума, как удивительное. Мотор работает от электрической батареи.

Как сделать так, чтобы он сам стал вырабатывать электричество? И ребята тут же создают генератор, от которого загорается лампочка.

По результатам эксперимента учащиеся составляют отчет, заполняя свободные поля в рабочих листах и делая выводы. Весь эксперимент вместе с записью результатов занимает 5 минут от всего урока, но я большая вероятность, что ребята поняли и запомнили принцип действия генератора переменного тока гораздо лучше, поработав собственными руками.

Группа 2, получает задание фрагмент урока «Энергия» для 7 класса. Демонстрации физических процессов и явлений ребята воспринимают с большим интересом, когда видят модели, собранные из Лего-конструкторов. Тем более, что эти модели собраны их одноклассниками. Подготовку к уроку мы ведем вместе с учениками на занятиях кружка. Огромное впечатление произвели демонстрации альтернативных источников энергии – ветродвигателя, солнечной батареи, гидростанция.

Группа 3 разрабатывает урок по теме «Равноускоренное движение», используя модели Лего-автомобилей. Вместо традиционного растяжения пружин под действием грузов закон Гука мы проверили, проверяя исследование с накопителем энергии в резиновом кольце.

Группа 4 придумывает исследования с использованием датчиков, входящих в набор деталей образовательных конструкторов. Так рождается проект, например проект по теме «Сравнение характеристик лампы накаливания и энергосберегающей лампы». Для измерения светового потока, идущего от ламп, можно использовать Лего-датчик освещенности и сравнить его показания с показаниями стандартного люксметра. Можно исследовать мощность солнечной батареи, также входящей в конструктор Лего.

Группа 5 создает физический практикум по теме «Закона сохранения механической энергии»

Например предлагается следующее задание:

1. Создать модель самодвижущейся тележки, приводимой в движение падающим грузом.

2. Найти ускорение и мгновенную скорость, приобретаемые тележкой в момент падения груза на платформу.

3. Определить:

- на какую величину уменьшается потенциальная энергия груза при падении его до уровня платформы;

- какая работа при этом совершается по передвижению тележки;

- каков К.П.Д. данной установки;

Этап разработки в материализованной форме урока.

Цель этапа – формирование у студентов образа деятельности по разработке урока, осмысление каждого действия метода разработки урока.

Студентам предлагается задание следующего типа.

Задание. Используя учебную карту (пока её нет), составьте из готовых фрагментов урок, с использованием лего-технологий. Для его выполнения используется раздаточный материал – описание процесса проектирования урока, разделенное на фрагменты, каждый из которых соответствует одному действию метода разработки урока.

Работа организуется следующим образом. Преподаватель называет номер действия, студенты называют в соответствии с учебной картой само действие и «выполняют» его.

Этап разработки в речевой форме урока рассматриваемого типа

Цель этапа – освоение студентами последовательности действий, составляющих метод разработки урока.

Для организации работы им предлагается задание следующего содержания.

Задание. Разработайте урок, на котором учащиеся получат знания о каком-то физическом явлении или процессе с использованием лего-технологий, применяя общий метод с послеоперационным контролем.

После того как студенты выполняют задание, мы приходим к выводу, что можно развивать интерес к предмету и одновременно обогащать урок яркими примерами, которые помогут детям запомнить материал и самое главное научат пользоваться приобретенной информацией.

Контрольный этап

Цель – диагностировать умение студентов разработать урок рассматриваемого типа.

На этом этапе студенты должны продемонстрировать знание метода и умение разработать урок. Если соответствующие знания и умения сформированы, то студенты могут оценить готовую разработку урока. Поэтому студентам предлагается следующее задание.

Задание. Проанализируйте урок, подготовленный ….. (указывается фамилия студента), выделите результаты выполнения действий, составляющих метод разработки. Выскажите свои суждения о соответствии результатов выполнения действий знаниям-ориентирам.

Студенты должны самостоятельно создать урок с использованием лего-технологий.

Итог:Данная методика, построенная на основе ТПФУД, включает в себя пять этапов, в которых прописаны цели и программа действий для преподавателей и студентов, благодаря которым можно реализовать деятельность на аудиторных и внеаудиторных занятиях.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/95592-metodika-obuchenija-fizike-s-ispolzovaniem-ro