Организация самостоятельной работы учащихся на уроках физики

Введение

В связи с развитием российской системы образования происходит коренная перестройка всех ее звеньев, связанная с переориентацией на всестороннее развитие человека, утверждения ее как высшей социальной ценности. Усиление внимания к отдельной личности обусловлено ростом значимости каждого гражданина в процессе развития человеческой цивилизации. Это ставит перед школой новые задачи, направленные на развитие творческой личности, способной самостоятельно мыслить, производить оригинальные идеи и принимать нестандартные решения. Кроме того, свои коррективы в формулировку целей школьного образования вносит и реформирования высшей школы. При внедрении новой концепции высшего образования, увеличилась доля самостоятельной работы студентов. Выпускники школ, поступающих в высшие учебные заведения, сталкиваются с трудностями, которые вызваны отсутствием навыков самостоятельной работы. Решение этой проблемы необходимо осуществлять на общеобразовательном уровне. Это требует от учителя комплексного подхода к организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся, который должен включать:
определение условий успешного протекания самостоятельной познавательной деятельности;
раскрытие особенностей протекания познавательных процессов у школьников разного возраста;
исследование возможностей каждого вида учебной деятельности по предмету в развитии когнитивной сферы школьников;
разработку методики диагностики и управления процессом формирования познавательных умений учащихся.
Исследования показывают, что большинство учителей имеют размытое представление о сущности понятия самостоятельной познавательной деятельности и ее особенностей. Только 40% из них планируют систему самостоятельных работ и самостоятельную работу учащихся на каждом уроке. При этом половина респондентов отводит на самостоятельную познавательную деятельность учащихся всего 5- 10% времени на уроке, хотя по дидактическим требованиям на это нужно выделять четвертую часть учебного времени. Выбирая типы заданий для самостоятельной работы учащихся на уроке, учителя в большинстве случаев (72%) предпочитают задачей на обработку учебника и дополнительной литературы, хотя некоторые из них иногда предлагают ученикам выполнить экспериментальные, аналитико-расчетные и графические задачи. Почти все учителя (92%) понимают важность разработки различных задач для домашних самостоятельных работ. Кроме того, опрос выявил низкий уровень методической подготовки учителей по вопросам контроля за выполнением домашних самостоятельных работ, выбора средств информационных технологий, форм самостоятельной работы учащихся с их использованием и преимуществ применения информационных технологий (ИТ). На основании указанного можно сделать вывод, что вопрос поиска новых форм, методов и средств организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся (СПДУ) по физике и подготовки учителей к ее проектированию является актуальным.
Цель данной работы - осветить место самостоятельных работ различного вида в учебном процессе, методика управления ими. Наряду с этим рассматривается влияние самостоятельной работы учащихся, является систематически организованной, на глубину и прочность знаний по предмету, на формирование у них познавательных способностей. Также изучается возможность использования ИТ для организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся по физике.
Достижение этих целей требует выполнения следующих задач:
анализ методической литературы по исследуемой теме;
выделение и характеристика форм организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся по физике, связанные с использованием ИТ;
определение основных видов деятельности, к которым привлекаются ученики, по каждой из этих форм;
планирование системы самостоятельных работ учащихся при изучении раздела «Свойства газов, жидкостей, твердых тел» и подбор материалов к каждому уроку.

1.1. Виды самостоятельной работы учащихся по физике
  В процессе обучения физике применяются различные виды самостоятельной работы учащихся, с помощью которых они самостоятельно приобретают знания, умения и навыки. В методической литературе все виды самостоятельной работы, применяемые в учебном процессе, классифицируют по различным признакам: по дидактической целью, по характеру учебной деятельности учащихся, по содержанию, по степени самостоятельности и элементу творчества учащихся и т. Д.
Все виды самостоятельной работы по дидактической целью можно разделить на пять групп:
1. приобретения новых знаний, овладение умением самостоятельно приобретать знания;
2. закрепление и уточнение знаний;
3. выработка умения применять знания в решении учебных и практических задач;
4. формирование умений и навыков практического характера;
5. формирование умений творческого характера, умения применять знания в усложненной ситуации.
Каждая из перечисленных групп включает в себя несколько видов самостоятельной работы, поскольку решение одного и того же дидактической задачи может осуществляться различными способами. Указанные группы тесно связаны между собой. Эта связь обусловлен тем, что одни и те же виды работ могут быть использованы для решения различных дидактических задач. Например, с помощью экспериментальных, практических работ достигается не только приобретение умений и навыков (в этом их основная задача), но также приобретение новых знаний и выработка умения применять ранее полученные знания.
Опираясь на развитие информационно-коммуникативных технологий можно добавить такие формы самостоятельной работы учащихся:
работа с компьютерными обучающими программами по физике;
выполнение тестовых заданий;
выполнения компьютерных лабораторных работ;
создание ученических презентаций на тему и другие.
 Рассмотрим содержание работ при классификации по основной дидактической целью.
1. Приобретение новых знаний и овладения учащимися умения самостоятельно приобретать знания осуществляется на основе работы с учебником, выполнение наблюдений и опытов, работ аналитико-вычислительного характера, (анализ формул, установление характера функциональной зависимости между величинами, определение единиц измерения величин на основе анализа формул, установление соотношений между единицами измерения физических величин и т.д.).
2. Закрепление и уточнение знаний достигается с помощью специальной системы упражнений по уточнению признаков понятий, их отграничению, выделению существенных признаков от несущественных; по сравнению и сопоставлению свойств тел и явлений, изучаемых и т.д.
3. Выработка умения применять знания на практике осуществляется с помощью решения задач различного вида (качественных, вычислительных, графических, экспериментальных, задач-рисунков), решение задач в общем виде, выполнения проектно-конструкторских и технических работ (объяснения строения и принципа действия приборов по схеме электрической цепи, выявление и устранение неисправностей в приборе и внесение изменений в конструкцию прибора, разработка новой конструкции прибора), экспериментальных работ и тому подобное.
4. Формирование умений практического характера достигается с помощью различных работ, таких, как изучение шкал измерительных приборов (определение назначения и цены деления шкалы прибора, определение верхней и нижней границы измерения прибора), непосредственное измерение величин, определение величин косвенными методами, электрических схем, сбор приборов из готовых деталей, изготовление приборов по готовой схеме и чертежам, градуировки шкал приборов, сборка электрических цепей и т.д.
5. Формирование умений творческого характера достигается при написании сочинений, рефератов; при подготовке докладов, заданий по конструированию и моделированию, работ с элементами исследования; при поиске новых способов решения задач, новых вариантов опытов; при самостоятельной разработке методики постановки опыта и т.д.
1.2. Дидактические принципы построения системы самостоятельных работ учащихся
На уроках физики, как и на уроках по другим предметам, с помощью различных самостоятельных работ учащиеся могут приобретать знания, умения и навыки. Все эти работы только тогда дают положительные результаты, когда они соответствующим образом организованы, то есть представляют собой систему.
Под системой самостоятельных работ понимают прежде всего совокупность взаимосвязанных видов работ, которые взаимообуславливают друг друга, логически вытекают один из другого и подчиненных общей задачей.
Всякая система должна удовлетворять определенным требованиям или принципам.
При построении системы самостоятельных работ как основные дидактические требования предъявляются следующие:
1. Система самостоятельных работ должна способствовать решению основных дидактических требований - приобретению учащимися глубоких и прочных знаний, развитию у них познавательных способностей, формированию умения самостоятельно приобретать, расширять и углублять знания, применять их на практике.
2. Система должна удовлетворять основным принципам дидактики, и прежде всего принципам доступности и систематичности, связи теории с практикой, сознательности и творческой активности, принципу обучения на высоком научном уровне.
3. Работы, входящие в систему, должны быть разнообразными по учебным задачам и содержанию, чтобы обеспечить формирование у учащихся разнообразных умений и навыков.
4. Последовательность выполнения домашних и классных самостоятельных работ должна быть такой, чтобы утечки одних работ логически вытекало из предыдущих и готовило почву для выполнения последующих. В этом случае между отдельными работами обеспечиваются не только «ближние», но и «дальние» связи

. Успех решения этой задачи зависит не только от педагогического мастерства учителя, но и от того, как он понимает значение и место каждой отдельной работы в системе работ, в развитии познавательных способностей учащихся, их мышления и других качеств.
Применение принципов дидактики к руководству самостоятельной работой имеет следующие особенности:
1. Самостоятельная работа должна носить целенаправленный характер. Это достигается четкой формулировкой цели работы. Задача учителя состоит в том, чтобы найти такую ​​формулировку задачи, которое вызвало бы у учащихся интерес к работе и стремление выполнить ее как можно лучше. Ученики должны ясно представлять, в чем заключается их задачи и каким образом будет проверяться ее выполнение. Это придает работе учащихся осмысленный, целенаправленный характер и способствует более успешному ее выполнению.
Недооценка указанного требования приводит к тому, что учащиеся, не поняв цели работы, выполняют не то, что нужно, или вынуждены в процессе ее выполнения многократно обращаться за разъяснениями к учителю. Все это приводит к нерациональной траты времени и снижению уровня самостоятельности учащихся в работе.
2. Самостоятельная работа должна быть действительно самостоятельной и заставлять ученика при ее выполнении работать напряженно. Однако здесь нельзя допускать крайностей: содержание и объем самостоятельной работы, предлагаемой на каждом этапе обучения, должны быть посильными для учащихся, а сами ученики - подготовлены к выполнению самостоятельной работы теоретически и практически.
3. На первых порах у учащихся нужно формировать простейшие навыки самостоятельной работы (выполнение схем и чертежей, простых измерений, решения несложных задач и т.д.). В этом случае самостоятельной работе учащихся должен предшествовать наглядный показ приемов работы учителем, сопровождавшийся бы четкими объяснениями, записями на доске.
Самостоятельная работа, выполненная учащимися после показа приемов работы учителем, носит характер подражания. Она не развивает самостоятельность в истинном смысле слова, но имеет важное значение для формирования более сложных навыков и умений, более высокой формы самостоятельности, при которой учащиеся оказываются способными разрабатывать и применять свои методы решения задач учебного и производственного характера.
4. Для самостоятельной работы нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускает действия по готовым рецептам и шаблонами, а требует применения знаний в новой ситуации. Только в этом случае самостоятельная работа способствует формированию инициативы и познавательных способностей учащихся.
Нередко самостоятельную работу учащихся ограничивают только тренировочными упражнениями по выработке и закреплению навыков. Например, предлагают повторить опыт, который демонстрировал учитель при объяснении нового материала, или собрать электрическую схему, подобную собранной на демонстрационном столе, розьвязаты задачу, подобную развязанной на доске, только с другими числовыми данными и т.д. Несомненно, такие упражнения нужны. Однако, если учитель будет сводить всю самостоятельную работу только к подобным упражнениям, учащиеся научатся самостоятельно думать и самостоятельно применять знания на практике.
Недопустима и другая крайность, которая заключается в пренебрежительном отношении к такого рода упражнений, ориентированных только на самостоятельные работы повышенной трудности и работы творческого характера, так как без овладения простейшими умениями и навыками невозможно овладеть более сложными.
5. В организации самостоятельной работы необходимо учитывать, что для овладения знаниями и навыками различным учащимся требуется разное время. Осуществить это можно путем дифференцированного подхода к учащимся. Наблюдая за ходом работы класса в целом и отдельных учащихся, учитель должен переключать тех, кто успешно справился с задачами на выполнение более сложных. Некоторым ученикам количество тренировочных упражнений можно свести к минимуму. Другим дать значительно больше таких упражнений в различных вариациях, чтобы они усвоили новое правило или новый закон и научились самостоятельно применять его к решению учебных задач. Перевод такой группы учащихся на выполнение более сложных задач должен быть своевременным. Здесь вредна как чрезмерная поспешность, так и затягивание, не продвигает учеников вперед в познании нового, в овладении умениями и навыками.
6. Знание, предложенные для самостоятельной работы, нужны вызвать интерес учащихся. Он достигается новизной задач, выдвигаемых необычностью их содержания, раскрытием перед учащимися практического значения предлагаемой задачи или метода, которым нужно овладеть. Ученики всегда проявляют большой интерес к самостоятельным работам, в процессе выполнения которых они "исследуют" предметы и явления, "открывают" новые методы измерения физических величин.
7. Самостоятельные работы учащихся нужно планомерно и систематически включать в учебный процесс. Только при этом условии у них будут развиваться твердые умения и навыки.
Результаты работы в этом деле оказываются более ощутимыми, когда развитием навыков самостоятельной работы у школьников занимается весь коллектив учителей, на занятиях по всем учебным предметам, в том числе на занятиях в учебных мастерских.
8. При организации самостоятельной работы необходимо осуществлять разумное сочетание изложения материала учителем с самостоятельной работой учащихся по приобретению знаний, умений и навыков. В этом деле нужно не допускать крайностей: чрезмерное увлечение самостоятельной работой может замедлить темпы изучения программного материала, темпы продвижения учащихся вперед в познании нового.
9. При выполнении учащимися самостоятельных работ любого вида руководящая роль должна принадлежать учителю. Учитель продумывает систему самостоятельных работ, их планомерное включение в учебный процесс. Он определяет цель, содержание и объем каждой самостоятельной работы, ее место на уроке, методы обучения различным видам самостоятельных работ. Он учит учеников методам самоконтроля и осуществляет контроль за качеством выполнения различных видов работ, изучает индивидуальные особенности учащихся и учитывает их при организации самостоятельной работы.
Итак, организация самостоятельной работы учащихся по предмету не умаляет роль учителя в обучении и воспитании. Наоборот, правильная постановка этой работы накладывает более высокие требования к теоретической и практической подготовки учителя, в его педагогического мастерства.

1.3. Виды самостоятельной деятельности учащихся на современных уроках физики
При анализе литературы [2, 3, 4] было установлено, что понятие «самостоятельная познавательная деятельность» понимается педагогами по-разному. Разнообразие трактовки зависит, прежде всего, от того, какой смысл вкладывается в понятие «самостоятельность». Изучение литературы позволило также установить, что в основе понятия СПДУ лежат три основные идеи: ученик должен выполнять работу сам, без участия учителя; от ученика требуется самостоятельное выполнение мыслительных операций, самостоятельное ориентирование в учебном материале; время выполнения работы строго не регламентирован, ученику предоставляется свобода выбора содержания и способов выполнения задания.
Обобщая подходы ученых, под СПДУ можно понимать такую деятельность, которую учащиеся выполняют по заданию учителя и под его опосредованным руководством в специально отведенное время в классе или дома, и которая требует умственного напряжения от школьников.
Существует несколько классификаций видов СПДУ, которые могут применяться в процессе обучения физике (Схема 1.1). Кроме приведенной, выделяют такие виды домашних самостоятельных работ, связанных с познавательной деятельностью, в зависимости от используемого оборудования:
работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетку, бытовые весы)
работы, для выполнения которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп)
работы, выполнение которых предусматривает использование приборов, изготовленных промышленностью (конструкторы)
компьютерный модельный эксперимент [1].
Одним из путей повышения качества обучения и воспитания, указанных в Концепции Государственной программы развития образования является внедрение новейших педагогических и информационных технологий.
Классификация видов СПДУ по физике
по основному виду и способу деятельности ученика по источнику знаний [3] по степени самостоятельности ученика [3] по дидактической цели [4]
работа с учебником и дополнительной литературой;
экспериментальные и практические работы;
аналитически-расчетные и графические задачи;
проектно-конструкторские задачи;
работы по классификации и систематизации объекта;
задачи на применение знаний для объяснения или предсказания явлений и свойств тел. с таблицами;
с учебником;
с раздаточными наглядными пособиями;
с дополнительной литературой;
с одновременным использованием различных источников знаний. воспроизведение опорных знаний в том виде, как они выкладывались учителем или в учебнике;
применение знаний и умений по определенной схеме;
применение знаний и умений в новых ситуациях. приобретения новых знаний и умений самостоятельно приобретать знания;
закрепление и уточнение знаний;
отработка навыков использовать знания при решении учебных
и практических задач;
формирование умений и навыков практического характера;
формирование умений творческого характера, умений применять знания в сложной ситуации.
Схема 1.1. Классификация видов самостоятельной познавательной деятельности учащихся по физике
В научной литературе термин «ИТ» определяется как совокупность методов и программно-технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяет знания людей и развивает их возможности по управлению техническими и социальными проблемами [1].
Для организации СПДУ по физике можно использовать такие виды программно технических средств: учебно-информирующие программы, демонстрационные программы, программы моделирования физических явлений, виртуальные физические лаборатории, программы для контроля знаний и умений учащихся, электронные учебники и задачники, Интернет-ресурсы, программный пакет Microsoft Office, компьютерные аппаратные средства и современная проекционная техника.
Эти средства открывают перед учителем ряд возможностей в обновлении форм организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся по физике