Проектная и учебно-исследовательская деятельность в рамках реализации программы "Курчатовский класс"

Проектная и учебно-исследовательская деятельность учащихся в рамках «Курчатовского проекта»

Современный быстроменяющийся мир постоянно предъявляет обучающимся вызовы, требующие не только знаний, но и активности, инициативности, способности правильно принимать решения в любой жизненной ситуации, в том числе в условиях стремительного проникновения науки и технологий в повседневную жизнь современного человека. В этой ситуации развитие фундаментального и инженерного образования становится приоритетной стратегической задачей для системы образования всех уровней в Российской Федерации.

Главным результатом обучения в образовательной организации становится освоение базовых теоретических понятий, способность применять их в решении практических задач и получении новых знаний. Будущее признаётся за междисциплинарными исследованиями в области химии, физики, биологии, информационных технологий, в приоритете нанотехнологии, биотехнологии, информационно-коммуникационные и когнитивные технологии.

Для успешного проведения сложных междисциплинарных исследований, нужны специалисты нового типа – с фундаментальным (классическим) физико-математическим образованием, с углублённым пониманием биологических процессов, законов химии, с умением компьютерного моделирования, навыками выполнения экспериментальных задач и владением как методиками различных измерений, так и технической грамотностью.

• Реализация «Курчатовского компонента» основана на синтезе практической, экспериментально-исследовательской и проектной деятельности. Сегодняшний мир разнообразен и многогранен, наполнен обилием информации и предоставляет человеку тысячи возможностей для развития.

•  Актуальность программы заключается в воспитании любознательного, активно и заинтересованно познающего мир школьника. Обучение решению разных задач творческого и поискового характера будет проходить более успешно, если урочная деятельность дополнится внеурочной работой.

В Федеральном государственном образовательном стандарте (далее — ФГОС) прописано, что одним из универсальных учебных действий (далее — УУД), приобретаемых учащимися, должно стать умение «проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов».

Планируемые результаты освоения обучающимися образовательной программы «Курчатовского класса»

Планируемые результаты опираются на ведущие концептуальные установки, отражающие основной, сущностный вклад изучаемой программы в развитие личности обучающихся, их способностей.

В структуре планируемых результатов выделяются следующие группы:

Личностные результаты:

• способность креативно и критически мыслить, активно и целенаправленно познавать мир, осознавать ценность образования и науки, труда и творчества для человека и общества;

• готовность владеть основами научных методов познания окружающего мира;

• мотивированность на творчество и инновационную деятельность;

• готовность к сотрудничеству, способность осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационно-познавательную деятельность;

• осознанность в выборе профессии.

Метапредметные результаты:

• межпредметные понятия и универсальные учебные действия (регулятивные, познавательные, коммуникативные);

• самостоятельность планирования и проведения экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определение достоверности результата;

• формирование навыков наблюдения и эксперимента, фиксация в цифровой форме, наглядное представление данных, генерация моделей, алгоритмов и предсказаний в процессе выполнения индивидуального научно-исследовательского проекта как итогового продукта конвергентного образования.

Предметные

Физика

Обучающийся получит:

• феноменологические знания о природе важнейших физических явлений окружающего мира и умение качественно объяснять причину их возникновения;

• умения пользоваться методами научного познания, проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, представлять обнаруженные закономерности в словесной форме или в виде таблиц;

Обучающийся получит возможность:

• научиться наблюдать природные явления, выделять существенные признаки этих явлений, делать выводы;

• научиться пользоваться измерительными приборами (весы, динамометр, термометр), собирать несложные экспериментальные установки для проведения простейших опытов, представлять результаты измерений с помощью таблиц и выявлять на этой основе эмпирические закономерности;

• научиться применять теоретические знания по физике к объяснению природных явлений и решению простейших задач;

• применять полученные знания для объяснения принципов действия и создания простых технических устройств, решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности своей жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды;

• применять знания по физике при изучении других предметов естественно-математического цикла;

• формирование убеждения в закономерной связи и познаваемости явлений природы, в объективности научного знания, в высокой ценности науки в развитии материальной и духовной культуры людей;

• развитие элементов теоретического мышления на основе формирования умений устанавливать факты, выделять главное в изучаемом явлении, выявлять причинно-следственные связи между величинами, которые его характеризуют, выдвигать гипотезы, формулировать выводы.

«Курчатовский» компонент реализуется в рамках внеурочной деятельности. Программа внеурочной деятельности разработана с учетом естественнонаучного направления.

«Курчатовский» компонент образования – синтез теоретической, практической, экспериментально-исследовательской и проектной деятельности, чаще всего при сетевом взаимодействии ОО, учреждений

МОДУЛЬ 1 (исследовательский). Естественнонаучные методы исследования окружающего мира

Этапы исследовательской деятельности

Организуя исследовательскую деятельность подростков, важно учитывать их возможности, не навязывать избыточные нормы научной исследовательской деятельности, не подменяя их познавательный интерес квазинаучной проблематикой. На протяжении всей деятельности учитель должен постоянно оказывать ученику консультативную и экспертную помощь.

Работа обучающихся при этом может быть и индивидуальной, и групповой.

Выделю следующие этапы исследовательской деятельности:

1. Вопрос-удивление, вызванный самостоятельным обнаружением того или иного явления, эффекта. (Почему это происходит? За счет чего это возможно?)

2. Самостоятельная формулировка обучающимися исследовательского вопроса. (Почему пушинка не падает? Почему воздушный шар не тоне в воде?) Отсутствие такого вопроса делает всю дальнейшую работу бесполезной для самого ученика.

3. Формулировка противоречивых гипотез.

4. Постановка задач.

5. Подбор адекватных методов исследования.

6. Исследование, состоящее в проверке гипотез, оформлении и представлении результатов исследования, не известных ученикам заранее. Не должно быть «инструкции» по проведению исследования. Ученикам необходимо самостоятельно сделать «открытие».

Рефлексия с обязательным выделением и проговариванием этапов деятельности и анализа эффективности используемых методов

Поэтому вначале необходимо давать им исследовательские задания, которые позволят осуществить плавный переход к исследовательским лабораторным работам.

Примеры исследовательских заданий, которые можно предложить обучающимся перед выполнением работы «Изучение зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити»:

• «Предложите способ определения Вашего роста с помощью секундомера, нити и груза»;

• «В вашем распоряжении нити различной длины с грузами и секундомер. Отведите грузики одновременно на малый угол и отпустите. Что вы наблюдаете? Какие вопросы у вас возникают?»

Проект-проба (5-6 класс). Этот вид проектной деятельности подразумевает «воссоздание» уже существующего прибора, устройства. Приведу пример одного из проектов-проб, состоящий в самостоятельном изобретении электрогенератора. Такой проект необходим, так как создание учащимися 5-6 класса продукта по собственной инициативе, но с опорой на существующие образцы, является пропедевтикой проектной деятельности [10]. При этом учащиеся осваивают нормы создания того, что появилось как результат именно проектной деятельности в ходе развития человечества.

Проектная деятельность в младшем подростковом возрасте выступает эффективным инструментом «продуктивного» взросления, соответствуя тому, что Л.С. Выготский называл «зоной ближайшего развития».

Важно, чтобы ученики смогли описать весь технологический процесс создания продукта, с учетом возникающих затруднений и способов их преодоления. Замечательно, если созданный школьниками продукт имеет свои индивидуальные черты в отличие от существующего.

Примечательно, что проект-проба может быть реализован во время урока. Мой опыт показывает, что создать на уроке за 15-20 минут инженерную конструкцию (прибор, машину) на основе полученных ранее знаний по физике детям не сложно и интересно. Так мои ученики на занятиях внеурочной деятельности создали модель машины на воздушной подушке.

Существуют и другие варианты работы с проектами:

• Выполнение проекта всем классом в течение нескольких дней по инициативе учителя (именно учитель предлагает тему проекта, участвует в распределении видов работ между учениками, определяет зону ответственности каждого участника проекта). Такой вариант подразумевает учебное сотрудничество, доброжелательный авторитет учителя и положительное отношение учащихся к предмету. Участие ребят в таком проекте -пробе позволило создать в лицее галерею «Сделай сам», в которую вошли различные технические устройства, созданные руками школьников: от сообщающихся сосудов до модели электрогенератора и мини-холодильника. Также ребята создали модель судна на воздушной подушке.

Например Исследование теплопотерь зданий

ЭТАП 2.Проведение научного исследования.

1. Составить общий план и поэтапную программу выполнения исследования.

1 Теоретическая часть

- Основные принципы теплосбережения

- Пути теплосбережения

- Теплосбережение в строительстве

- Что такое автоматизированная система управления

теплопотреблением

- В чем ответственность всех и каждого

- Что можно сделать для экономии тепловой энергии в жилом фонде

- Способы экономии теплопотребления дома

2 Практическая часть

- Анализ суточного расхода тепловой энергии

- Анализ расхода тепловой энергии в рабочие и выходные дни

- Анализ месячного расхода тепловой энергии

- Анализ расхода тепловой энергии в зависимости от температуры на улице

- Анализ расхода и экономии тепловой энергии в домах и квартирах разного типа

Можно разделить класс на микрогруппы для учёта расхода тепловой энергии:

А) панельные дома, б) блочные дома, в) частные дома.

1. Живущие на 1 этаже

2. Живущие на последнем этаже

3. Живущие на средних этажах

4. Однокомнатные, двухкомнатные, трёхкомнатные квартиры.

Данные представить в виде таблицы

1. Выращивание кристаллов.

1 Теория кристаллов        

1.1 Что такое кристалл?        

1.2 Формы кристаллов        

1.3 Способы образования кристаллов

1.4 Применение кристаллов

2 Образование кристаллов        

2.1 Образование кристаллов в природе        

2.2 Выращивание кристаллов в промышленности        

2.3 Выращивание кристаллов в домашних условиях        

2.3.1 Приготовление раствора        

2.3.2 Фильтрация раствора        

2.3.3 Выращивание крупных одиночных кристаллов        

2.3.4 Выращивание сростков кристаллов (друз)        

3 Мои опыты        

3.1 Поваренная соль        

3.2 Кристаллы из сахара        

3.3 Медный купорос        

1. Волшебство мыльных пузырей.

2. Загадки неньютоновской жидкости

1. Исследование суточных колебаний
   температуры тела человека

Цель работы – выяснить, от каких факторов зависит температура тела здорового человека, сравнить результаты опытов по измерению температуры. Выявить температурные изменения исследуемых учащихся и факторы, которые влияют на эти изменения. А также, - каким образом влияет температура помещения (учебного кабинета) на здоровье и самочувствие человека.

• Задачи:

• 1. Пронаблюдать влияние на температуру тела человека во время учебного процесса, приема пищи, а также во время физической нагрузки.

• 2. Экспериментальным путем определить, как меняется температура тела человека в течение дня.

• 3. Узнать, какие факторы влияют на изменение температуры тела человека.

• 4. Составить таблицы и построить графики с результатами

Индивидуальные

• Выполнение проекта с целью участия в конкурсе проектов. Здесь важен педагогический такт, умение учителя удержать грань между требованием и направлением к деятельности.

• Выполнение проекта по инициативе самих учащихся (всего класса или группы). Проектная инициатива учащихся должна быть подкреплена работой учителя в качестве тьютора с целью формирования у детей проектной культуры.

Групповые проекты.

Индивидуальные проекты.

Темы проектов.

Отзывы

Первый учебный год в «Курчатовском классе».

Вот и подошёл к концу мой учебный год в 5 классе. Какой интересной и разнообразной была наша школьная жизнь! Мне очень повезло, ведь я учусь в «Курчатовском классе». Он назван в честь И.В. Курчатова, известного физика, который учился в своё время в первой гимназии г. Симферополь, а потом в Таврическом университете. Мы, крымчане, не только гордимся своим земляком, но и хотим продолжать его путь в науку.

Итак, каким же был мой год в «Курчатовском классе»? Попробую ответить на этот вопрос. Во-первых, увлекательным и интересным, ведь мы с одноклассниками познакомились с азами таких наук, как физика, биология, география. Во-вторых, год был плодотворным, так как я стал участником многих конкурсов по разным предметам и даже победителем муниципального этапа конкурсов «Мы – гордость Крыма!», «Мирный космос», а также получил диплом 2-й степени за участие в конкурсе «Космические фантазии». Если бы я не учился в этом классе и меня не учили наши замечательные учителя, этих наград у меня не было бы.

Кроме того, учёба в этом классе запомнится мне ещё и потому, что на занятиях по внеурочной деятельности «Курчатовский компонент» мы проводим опыты и эксперименты, научились делать мыльные пузыри, искусственный снег, проводить различные измерения, и безусловно, стали успешнее, умнее и овладели важными знаниями, которые нам пригодятся в дальнейшем.

Всем ребятам, которые только думают о том, какой класс выбрать, я советую долго не раздумывать. Если вам хочется изучать физику, вы любите решать сложные задачи, то добро пожаловать в класс им. И.В.Курчатова.