Развитие метапредметных компетенций на уроках физики

Инна БИРЮЛИНА,
учитель физики
Почеповского детского сада – средней школы Краснопольского района

Сегодня перед учителем стоит не совсем простая задача – создать условия для развития у учеников стремления к творческому восприятию знаний. Педагог должен научить детей самостоятельно мыслить, полнее реализовать потребности, повышать мотивацию к изучению предметов, поощрять их индивидуальные склонности и дарования. В нашей школе реализуется инновационный проект «Внедрение модели формирования метапредметных компетенций у обучающихся на второй ступени общего среднего образования и в условиях дополнительного образования детей и молодёжи».

Новый образовательный стандарт Республики Беларусь затрагивает все стороны образовательного процесса. В качестве основополагающей идеи выдвинут компетентностный подход в образовательном пространстве: «совокупность взглядов и способов проектирования и организации образовательного процесса, которые характеризуются нацеленностью на формирование компетенций, направленных на подготовку к продолжению образования и началу трудовой деятельности, универсальных учебных действий, усиление практической ориентированности учебной деятельности учащихся для подготовки к жизни и получению профессии, использование накопленного и создание условий для формирования у учащихся социального опыта, в том числе в процессе самостоятельной деятельности» (Об утверждении образовательных стандартов общего образования. URL: https://pravo.by/document/?guid=12551&p0=W21933745p&p1). Все это нацеливает педагогических работников на поиск и апробацию новых технологических образований.

Задача школы – воспитать такую личность, которая: во-первых, умеет четко оценить реальную жизненную ситуацию, во-вторых, способна определить свое место в ней, а в-третьих, и это главное, может понимать, какими знаниями и практическими умениями уже обладает, а какие требуется приобрести, с последующим применением их в самостоятельно выбранной желаемой профессии. Важно поставить ученика в такую ситуацию, чтобы он сам захотел приобрести необходимые знания. С этой задачей хорошо справляется метапредметное образование, позволяющее вывести учебный материал за рамки изучаемого предмета, но при этом не увести от него. Такое образование дает расширенное представление о применимости изучаемого материала, определении его важности как в ряде наук и профессий, так и в повседневной жизни.

Опыт преподавания физики показывает, что изучение предмета вызывает у обучающихся серьезные затруднения, как следствие – снижение интереса к предмету. Это связано, прежде всего, с тем, что ребята не всегда хорошо понимают изучаемые на уроках физические явления и процессы. Следовательно, формулы для вычисления задач разного типа выбираются ошибочно. Результат такого решения предсказуем: у школьников снижается мотивация, исчезает интерес к физике, снижается самооценка. Конечно, такие результаты не могут положительно влиять на качество обучения. Выход из проблемной ситуации вижу в развитии метапредметных компетенций обучающихся посредством включения их в исследовательскую деятельность.

Необходимо что-то изменить, для того чтобы уроки физики были интересны обучающимся и им хотелось изучать предмет, чтобы знания они получали не от учителя, а добывали самостоятельно, с азартом и интересом проводили самостоятельные исследования, делились полученными результатами с одноклассниками. Считаю, что этому способствует развитие метапредметных компетенций. В своей практике я остановилась на регулятивной, коммуникативной, познавательной компетенции, входящих в метапредметные компетенции.

Под метапредметными компетенциями следует понимать «комплексы ведомостей, пониманий, умений и отношений, обеспечивающие способности учиться, сотрудничать, договариваться, преодолевать конфликтные ситуации; сохранять здоровье тела и духа; самостоятельно определяться и действовать независимо; действовать продуктивно, творчески подходя к работе» (Пастушенко Р. Проектирование общеобразовательных компетенций образовательной области «Человек и общество» для украинского куррикулума. URL: http://www.eidos.ru).

Исходя из того что процесс обучения непрерывен, на первое место выходит формирование универсальных учебных действий, что возможно при метапредметном подходе к обучению.

Любая постановка проблемы активизирует деятельность учащихся. Важно правильно предложить им найти выход из сложившейся ситуации, объяснить при этом, что все гипотезы важны, даже самые абсурдные (нередко в истории случалось так, что абсурдные, на первый взгляд, решения оказывались единственно правильными и возможными). В метапредметном обучении необходимо давать ребятам возможность общаться и не бояться высказывать и отстаивать свое мнение. Научить человека видеть и понимать ситуацию в целом, вырабатывать собственную позицию и уметь отстаивать ее – вот основная задача метапредметного обучения.

Я считаю, что в формировании и развитии метапредметных компетенций учащихся на уроках физики очень эффективен метод исследования. Он нацелен на развитие творческих способностей каждого ребенка, пришедшего в школу. Исследовательский метод, как никакой другой, создает мотивацию для творческой деятельности и является условием возникновения интереса к ней и ее результатам, делает процесс обучения более продуктивным. Анализ успешности выполнения исследования позволяет оценить степень сформированности познавательной метапредметной компетенции учащихся.

Убеждена, что знание физики должно создаваться на глазах учащегося с его посильным участием. Стараюсь, чтобы ребенок выступал в роли исследователя, «открывающего» основополагающие свойства и отношения, учу его наблюдать и анализировать, пробуждаю интерес к нерешенным задачам.

Каждый год в нашей школе проходит декада физики. И одним из заданий является исследование физического явления или процесса. Результаты своих исследований учащиеся презентуют на внеклассном мероприятии «Моё исследование по физике», лучшие работы демонстрируются на последнем мероприятии декады, авторы награждаются дипломами. Расскажу о двух исследованиях, проведенных ребятами нашей школы.

Я работаю в сельской школе, где у большинства учащихся дома есть русские печи, поэтому была и предложена такая тема задания. Лучшим стало исследование Татьяны Лисичкиной.

1. Исследование физических явлений
и процессов в русской печи

Цель: рассмотрение и объяснение физических явлений, которые происходят ежедневно в русской печи.

Задачи:

– выяснить, какие физические процессы и явления можно обнаружить в русской печи; на базе домашней кухни провести эксперименты;

– объяснить эффективность использования некоторых предметов быта; объяснить экспериментальные явления, которые опираются на физические законы;

– пополнить знания по физике, изучив дополнительную литературу по экспериментальным явлением в русской печи.

Объект исследования: русская печь в доме.

Предмет исследования: физические явления и процессы, которые происходят в русской печи.

Гипотеза: большинство процессов, которые происходят в русской печи, являются ярко выраженным доказательством физических явлений и законов.

При выполнении исследовательской работы я пользовалась следующими методами: наблюдение, сравнение, вычисление, измерение, эксперимент, анализ, синтез.

Исследование зависимости плотности чугунка
от времени закипания в нём воды

Для эксперимента мне понадобилось 2 чугунка разной плотности (чугунок, сделанный из чугуна – 7000 кг/м³, алюминиевый – 2700 кг/м³), 2 крышки, картофель, вода 0,5 л, рычажные весы, разновесы.

На уроках физики я научилась находить цену деления шкалы измерительного прибора. Эти знания пригодились мне для того, чтобы найти цену деления рычажных весов.

Прежде чем приступить к эксперименту, я определила массу каждого из чугунков m₁ = 525 г – масса алюминиевого чугунка, m₂ = 1500 г – чугунного, m₃ = 820 г – масса картофеля, которого варила в этих чугунках (рис. 1).

Далее кладу в чугунки очищенный картофель и помещаю чугунки в печь, при этом засекаю время (рис. 2). На моё удивление, скорее закипела вода в чугунке, сделанном из чугуна – за 19 минут, в алюминиевом чугунке вода закипела через 29 минут. В чугунном чугунке картофель сварился за 35 минут, а в алюминиевом – за 42 минуты (рис.3).

Вывод: наивкуснейший картофель получился в чугунке, сделанном из чугуна. Секрет заключается в том, что жар печи распределяется равномерно, температура долго не меняется. Посуда с пищей не имеет прямого контакта с огнём, позволяя содержимому прогреваться со всех сторон равномерно, не пригорать. Вода закипела быстрее в чугунке большей плотности. Итак, для приготовления пищи в русской печи нужно выбирать чугунную посуду.

2. Исследование зависимости времени закипания воды от газа,
подаваемого в газовые плиты

В исследовании этой темы победу одержала Кешикова Полина.

Учащаяся самостоятельно изучила теорию по данной теме, разобралась с определениями, самостоятельно выдвинула гипотезу, провела эксперимент и сделала выводы.

«Хотя я живу в деревне, но у нас в домах проведен природный газ (есть газовое отопление, природный газ подключен в плите). А у моей бабушки природный газ не проведен к газовой плите, а подключен баллон с надписью «ПРОПАН» (сжиженный газ).

Считаю, что тема исследования актуальна, так как в настоящее время очень важно, чтобы потребляемые ресурсы были экономными, экологически чистыми, взрывобезопасными. Моё исследование охватывает следующие темы по физике: «Тепловые явления», «Плотность», «Объем», «Время», «Температура», «Цена деления», «Свойства газов», «Определение абсолютной и относительной погрешностей прямых измерений».

Цель: исследование зависимости времени закипания воды от вида газа, подаваемого в газовые плиты.

Задачи, которые я ставлю перед собой:

– изучить физические характеристики и описание природного газа и сжиженного газа, подаваемых в газовые плиты (используемые в бытовых условиях); на базе домашней кухни провести эксперимент;

– выяснить, какой из газов является наиболее экономичным, взрывобезопасным, экологически чистым; объяснить экспериментальные явления, опирающиеся на физические законы;

– пополнить знания по физике о свойствах газов, изучив дополнительную литературу.

Объект исследования: газовые плиты, работающие на природном и сжиженном газе.

Предмет исследования: физические явления и процессы, происходящие на газовых плитах.

Гипотеза: я предположила, что вода быстрее закипит на плите, работающей на сжиженном газе, а не на природном, а если это так, то сжиженный газ наиболее экономичный, взрывобезопасный, экологически чистый».

Учащаяся провела 2 эксперимента: «Определение времени закипания воды на плите с подачей природного газа» и «Определение времени закипания воды на плите с подачей сжиженного газа», нашла среднее значение, абсолютную и относительную погрешности промежутка времени и записала результат в интервальной форме:

t₁ = 199,8 ± 0,7 ε_t = 0,4 %.
t₂ = 150,8 ± 1,9 ε_t = 1,3 %.

Проанализировав данные экперимента, сделала вывод о том, что первая часть гипотезы подтвердилась. Изучив и проанализировав дополнительную литературу, выяснила, что сжиженной пропан-бутановой смеси характерна большая теплота сгорания (что подтверждено экспериментально), но при этом она намного взрывоопаснее, чем природный газ. Поскольку метан вдвое легче воздуха, при утечках он скапливается вверху, пропан-бутановая смесь, наоборот, уходит вниз; так как пропан – это продукт переработки нефти, он и стоит дороже природного газа. Исходя из перечисленных свойств газов был сделан вывод о том, что наиболее экономичным и взрывобезопасным является природный газ. Стало понятно, почему сейчас во все дома (даже в деревенские) подаётся природный газ, а не сжиженный.

Считаю, что подобные самостоятельные исследования и наблюдения побуждают учащихся мыслить масштабно, искать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях природы, делать самостоятельные выводы и обобщения. Ребята приобретают умение самостоятельно ставить цель работы, выдвигать гипотезы, правильно разрабатывать задачи исследования и выбирать способы и условия их реализации, организовывать планирование собственной деятельности, проводить эксперименты. В ходе выполнения экспериментов школьники приобретают измерительные навыки, навыки правильного оформления результатов и формулировки соответствующих выводов. Они учатся анализировать, осуществлять рефлексию, самооценку своей учебно-познавательной деятельности. Таким образом развивается регулятивная компетенция.

Метапредметное обучение позволяет воспринимать мир целостно, а не делить его понимание на отдельные предметы. При таком подходе у учащихся формируется подход к изучаемому предмету как к системе знаний о мире. Метапредметность подразумевает, что существуют обобщенные понятия, которые используются везде, а учитель с помощью своего предмета раскрывает какие-то их грани.

Систематическая и целенаправленная работа по развитию метапредметных компетенций, формированию исследовательских умений обучающихся дает возможность уже на начальном этапе изучения физики приобщить их к самостоятельному научному поиску, научить излагать свои мысли на бумаге, вести публичную дискуссию, отстаивать собственные выводы. А, значит, сделать обучение более эффективным и отвечающим современным требованиям.

Поделиться ссылкой: