Практико - ориентированный педагогический проект

 

 

Областное государственное профессиональное образовательное бюджетное учреждение «Политехнический  техникум»

 

 

 

 

 

 

 

Практико – ориентированный педагогический проект

 

«Исследовательская деятельность студентов по физике»

(внеурочная деятельность)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кабанова Галина Ильинична-

преподаватель физики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2018г.

 

 

 

Введение

        В последние два десятилетия происходит значительная перестройка системы образования, связанная с изменением приоритетов в общих целях образования и появлением новых образовательных технологий.
        Основной целью обучения становится развитие самого студента как личности. Такая позиция ведет к принципиальным изменениям в подходе к обучению, в характере взаимодействия студента и преподавателя с тем, чтобы студент действительно стал субъектом учебного процесса, чтобы в центре внимания педагогов находилась познавательная деятельность студентов, а не преподавание.
        В современном мире общекультурный уровень, формируемый в техникуме, является шагом для непрерывного образования на протяжении всей жизни. Поэтому задача современного обучения и образования в целом состоит скорее не в том, чтобы сообщить обширные знания, гораздо важнее привить и развить умение самостоятельно учиться и совершенствовать свои знания, а также осмысливать и оценивать свои действия. Таким образом, установка на усвоение знаний и умений преобразуется из цели в средство её достижения, необходимую ступень в развитии личности. 

Задача исследовательской деятельности – научить студентов самостоятельно исследовать окружающую действительность, уметь ее адаптировать для себя, творчески использовать полученные знания. Исследование создает:

·        развивающую образовательную среду для студента,

·        полноту и свободу мыслительной деятельности, творческую атмосферу,

·        высокую мотивацию интеллектуальной работы,

·        креативный подход к реализации исследования.

Своеобразие исследовательской деятельности и особенности ее реализации вызывают необходимость обучения и освоения ее организации педагогами с целью реализации в образовательном процессе.

1.Основное содержание

     «Скажи мне – я забуду.  Покажи мне – я могу запомнить. Позволь мне сделать самому это – и это станет моим навсегда»

В педагогической практике ведущее место принадлежит исследовательскому подходу в  обучении студентов.

Сущность исследовательского подхода в обучении состоит:

а) во введении общих и частных методов научного исследования в процесс учебного познания на всех его этапах (от восприятия до применения на практике);

б) в организации учебной и внеучебной научно-образовательной, поисково-творческой деятельности;

в) в актуализации внутрипредметных, межпредметных и межцикловых связей;

г) в усложнении содержательной и совершенствовании процессуальной сторон познавательной деятельности;

д) в изменении характера взаимоотношений «учитель-ученик-коллектив учащихся» в сторону сотрудничества.

Исследовательский подход отличает четко обозначенный предметный результат деятельности участников проекта.

       На современном этапе развития  образования возникает интерес педагогов к использованию исследовательского метода в преподавании физики. Этот подход основан на освоении студентами методов научного познания.

    Часть решения этой задачи составляет творческая проектная деятельность студентов во внеурочное время. Студенты, используя исследования, участвуют в деятельности по разным направлениям.

·  Создание и защита проекта на элективных курсах;

·  Разработка проекта во внеурочной  деятельности;

·  Разработка проекта, заменяющего выполнение домашнего задания.

 Характеризуя исследовательский метод проектирования можно назвать некоторые особенности:

Ø  Студенты самостоятельно постигают ведущие понятия и идеи, а не получают их в готовом виде.

Ø  Учитель моделирует такие жизненные ситуации, которые предоставляют студентам возможность знакомиться с идеями, понятиями и в то же время требуют от них самостоятельно устанавливать критерии и обнаруживать эти понятия на предлагаемых примерах.

Ø  Студентам принадлежит ведущая роль в принятии решений о выборе способа работы с изучаемым материалом.

Ø  В работе с проблемами студентам предоставляется возможность самостоятельно планировать свое исследование, выдвигать гипотезу и анализировать её.
        В основу образовательного проекта положена самостоятельная целенаправленная исследовательская деятельность студентов. Несмотря на то, что исследование носит учебный характер, при его организации используются общепринятые в науке методы познания. К общенаучным методам относятся аналогия, наблюдение и опыт, анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование, конкретизация.

Основными требованиями к использованию исследовательского метода проектов является наличие проблемы (задачи), требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения, значимость результатов; самостоятельная деятельность студентов индивидуальная или групповая; использование исследовательских  методов, которые в свою очередь предусматривают определенную последовательность  действий.

Механизм реализации проекта:

-     определение проблемы;

-     выдвижение гипотезы ее решения;

-     обсуждение способов оформления конечных результатов;

-     сбор, систематизация и анализ, полученных данных;

-     подведение итогов, оформление результатов, их презентация;

-     выводы, выдвижение новых проблем исследования(см приложение).

2.Ресурсы:

1.Наличие кабинета «ФИЗИКА» в общеобразовательном учреждении.

2.Соответствие лабораторного оборудования исследованию проблемы(материально-технический ресурс).

3.Доступ к сети Интернет(информационный ресурс).

4.Наличие компьютерной техники и прикладного программного обеспечения для обработки информации.

5.Расходные материалы.

6.Временной ресурс: учебный год(постановка проблемы-сентябрь, представление на конференции-апрель).

3.Партнёры

    Основная цель исследовательской работы – предоставление студентам возможности проявить максимум самостоятельности и инициативы при решении практической задачи.

  В процессе выполнения этой работы студенты должены показать:

·              Умение определять цель своей деятельности,

·              Умение грамотно осуществить постановку задач, возникающих в практической деятельности;

·              Навыки формализованного описания поставленных задач;

·              Умение экспериментировать,

·              Знания основных алгоритмических структур и умение применять эти знания для построения проектов;

·              Понимание устройства и функционирования компьютера;

·              Умение грамотно применять результаты в практической деятельности.

·              Умение нести ответственность за свою деятельность.

        Студенты представляют как индивидуальные, так и групповые проекты. Проекты  могут быть разнообразными по виду, типу, продолжительности, условиям, результатам и.д. Однако при всём их разнообразии в основе лежит развитие студента.

Два признака отличают проектную деятельность:

1.Направленность учебно – познавательной деятельности студента. Для него тема проекта должна быть личностно значимой.

2.Характер взаимодействия студента и преподавателя принципиально иной по сравнению с традиционным обучением.

Преподаватель:

·  оказывает помощь в определении темы и разработке структуры проекта;

·  дает рекомендации по подготовке, сбору информации, выбору средств представления проекта и т.д.;

·  раскрывает возможные формы деятельности;

·  обсуждает  этапы реализации проекта;

·  является партнёром;

·         помогает студентам оценить проект;

·  проводит предварительную защиту проекта  с разбором ошибок и рекомендациями по их исправлению.

       Роль преподавателя сводится к оказанию методической помощи, а каждый участник проекта учится работать самостоятельно, получать новые знания и использовать уже имеющиеся, творчески подходить к выполнению заданий и представлять результаты своей работы. 

4.Целевая аудитория

Для вовлечения студентов в исследовательскую деятельность,  на занятиях физики в течение сентября информируем об исследовательских работах учебного года, обращая внимание на работы, которые могут принять участие в конкурсах вне техникума. В конце сентября объявляется запись для работы с проектом(информационное объявление). Например такое:

Творческий проект от идеи до разработки

2016-2017 учебный год

     В процессе творческой проектной деятельности студенты:

·          разрабатывают структуру проекта, которая включает:

1.                                                   цель проекта,

2.                                                   условие задачи,

3.                                                   план реализации проекта,

·                             создают по теме проекта:

1.                                                   выставку

2.                                                   печатную продукцию,

3.                                                   web-сайт,

4.                                                   презентацию.

5. электронное учебное пособие.

Студенты представляют как индивидуальные, так и групповые проекты.

Примерные темы проектов:

·                  Электромагнитная индукция

·                  Физика и кулинария

·                  Собственный выбор проекта при согласовании с учителем физики

·                  «Физика. Человек. Здоровье»

·                  «Биомеханические принципы в кинематике»

5.План реализации проекта

№ п/п	Этапы	Задачи	Деятельность  студента	Деятельность педагога
1	Вводный (сентябрь -октябрь)	Определение темы, уточнение целей, исходно положения. Выбор рабочей группы	1.Уточняют информацию 2.Обсуждают задание	1.Мотивирует  студента 2.Объясняет цели проекта 3.Наблюдает
2	Планирование (ноябрь)	Анализ проблемы. Определение источников информации. Постановка задач и выбор критериев оценки результатов. Ролевое определение в команде	1.Формируют задачи 2.Уточняют информацию (источники) 3.Выбирают и обосновывают свои критерии успеха	1.Помогает в анализе и синтезе (по просьбе) 2.Наблюдает
3	Принятие решения	Сбор и уточнение информации. Обсуждение альтернатив («мозговой штурм»). Выбор оптимального варианта. Уточнение планов деятельности	1.Работают с информацией 2.Проводят синтез и анализ идей 3.Выполняют исследование	1.Наблюдает 2.Консультирует
4	Выполнение	Выполнение проекта	1.Выполняют исследование и работают над проектом 2.Оформляют проект	1.Наблюдает 2.Советует (по просьбе)
5	Оценка	Анализ выполнения проекта, достигнутых результатов (успехов и неудач) и причин этого. Анализ достижения поставленной цели	Участвуют в коллективном самоанализе проекта и самооценке	1.Наблюдает 2.Направляет процесс анализа (если необходимо)
6	Защита проекта	Подготовка доклада; обоснование процесса проектирования, объяснение полученных результатов. Коллективная защита проекта. Оценка	1.Защищают проект 2.Участвуют в коллективной оценке результатов проекта	Участвует в коллективном анализе и оценке результатов проекта

 

 

I. Постановка задачи

II. Пути решения

III. Самостоятельные действия, составление графика выполнения работ, накопление теоретического материала, его оформление

IV .Сравнение полученного с требуемым

V .Оценка результата

Знание – это то, что остается, когда всё, чему тебя учили забудется.

6.Ожидаемые результаты:

Популярность исследовательского метода проектов состоит  в их социальной значимости. Он  способствует развитию таких навыков, как самостоятельный поиск необходимых знаний, умение работать в разнообразных группах, используя разные социальные роли, умение анализировать, сравнивать, выдвигать гипотезы, делать выводы.

  И, если студент владеет этими навыками, то он оказывается наиболее подготовленным к жизни, умеющим адаптироваться к изменениям, умеет работать с разными людьми в различных коллективах.

7.Примеры из опыта работы.

Студенты, занимаясь исследовательской  деятельностью, создают по теме проекта:

·         печатную публикацию (проспект, брошюру, буклет и т. д.);

·          web – сайт;

·         презентацию;

·         видеофильм – продукт, выполненный на основе  информационных технологий;

·         Отчет исследовательского проекта;

·         Модель;

·         Сценарий мероприятия.

Приобретаемые компетенции:

1.    Информационные ;

2.    Организаторская деятельность и сотрудничество;

3.    Коммуникативные;

4.    Социально – личностные.

Творческий проект

«Экскурс в историю электромагнитной индукции»

Выполнил: Парыгин Владислав Павлович— студент 2 курса,

профессия 23.01.03 «Автомеханик»

Содержание:

№ п/п	Название раздела	Номер страницы
1.	Введение	3
2.	Основная часть	4
	Понятие электромагнитной индукции	4
	Открытие индукции	4
	Биография М. Фарадея	4
	Исторический обзор открытия явления	5
3.	Практическая часть:   Способы получения индукционного тока Изготовление модели Применение индукции(зарядное устройство)	6   6 8 9
4.	Заключение	10
5 6.	Используемые ресурсы Рецензия	10 11

 

 

Введение

В настоящее время все больше появляется техники с использованием явления электромагнитной индукции: генераторы, трансформаторы, электродвигатели, зарядные устройства, электросчетчики, кофеварки, водонагреватели, тостеры, миксеры, приборы для приготовления пищи и т.д.  Как работает такой прибор должен знать каждый, хотя бы в целях своей безопасности. Работу этих приборов изучаем на физике, не каждый заинтересован разобраться в сути явления, на котором основана работа, например зарядного устройства. Но возможно исторический обзор открытия явления электромагнитной индукции станет первым шагом в понимании сложного явления.

Цель моей работы: осветить историю открытия явления электромагнитной индукции для понимания сущности самого явления.

На основе поставленной цели сформулированы следующие задачи:

Изучить информацию по теме.

Выяснить этапы открытия явления электромагнитной индукции, связав с именами учёных.

Раскрыть сущность явления.

Систематизировать способы получения индукционного тока практическим путем, проверив каждый.

Создать действующую модель устройства, в котором используется явление электромагнитной индукции.

Показать использование явления в зарядном устройстве.

 

Объект исследования – явление электромагнитной индукции.

Предмет исследования – открытие и сущность явления электромагнитной индукции, способы получения индукционного тока.

Основными источниками по теме стали: учебная литература, ЦОР сети интернет.

 

Основная часть

1.Понятие электромагнитная индукция

Явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.

В 1831 году Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает электрический ток. Этот ток назвали индукционным током.

Индукционный ток в катушке из металлической проволоки возникает при вдвигании магнита внутрь катушки и при выдвигании магнита из катушки, а также при изменении силы тока во второй катушке, магнитное поле которой пронизывает первую катушку.

 

Открытие электромагнитной индукции

Следующим важным шагом в развитии электродинамики после опытов Ампера было открытие явления электромагнитной индукции. Открыл явление электромагнитной индукции английский физик Майкл Фарадей (1791 - 1867).

Биография Фарадея

Майкл Фарадей родился в 1791 году в окрестностях лондона в семье кузнеца. Отец не имел средств для платы за учёбу, и фарадей в13 лет был вынужден начать изучениепереплетного дела. К счастью. Он попал в ученики к владельцу книжного магазина. Любопытный мальчик жадно читал, причем нелегкую литературу. Его привлекали статьи по естественным наукам. В 1811 году Фарадей начал посещать общедоступные лекции по физике лондонского педагога Тэтума.

Поворотным в жизни Фарадея был 1812 год. Клиент владельца книжного магазина, член Королевского института Дэнс рекомендовал юноше прослушать лекции знаменитого химика Дэви. В 1813 году Фарадей получил место лаборанта в химической лаборатории Королевского института.

Вначале Фарадей — химик. Он быстро станосится на путь самостоятельного творчества. В 1820 году он узнает об открытии Эрстеда, и с этих пор его мысли поглащают электричество и магнетизм. Фарадей начитнает свои знаменитые экспериментальные исследования. В 1823 году он был избран членом Лондонского Королевского общества, а затем был назначен директором физической лаборатории Королевского института. Жизнь Фарадея, внешне монотонная, поразительна по творческому напряжения. Об этом свидетельствует трехтомный труд «Экспериментальные исследования по электричеству», в котором отражен шаг за шагом творческий путь гения.

Исторический обзор открытия явления

В 1820 году Фарадей ставит принципиально новую проблему: «преврватить магнетизм в электричество». Это было вскоре после открытия магнитного действия токов в опытах Ампера. В опыте Эрстеда электрический ток действует на магнит. Поскольку, согласно Фарадею, все силы природы взаимопревращаемы, можно предположить, что магнитной силой можно возбудить электрический ток.

В 1825 году Фарадей публикует статью «Электромагнитный ток», в которой высказывает мысль, что ток действует на магнит и значит он должен испытывать противодействие. Он описывает опыт реализующий эту идею.

В дневнике от 28 ноября 1825 года описан аналогичный опыт. Рассуждения Фарадея при изложении первого опыта сводились к тому, что движущиеся в проводнике заряды должны испытывать действие молекулярных токов постоянного магнита. Но опыт дал отрицательный результат.

Решение пришло в 1831 году, когда Фарадей предположил, что индукция должна возникнуть при нестационарном процессе. Это была ключевая мысль, приведшая к открытию явления электромагнитной индукции.

Возможно, что к идее изменения тока заставило обратиться сообщение из Америки. Известие пришло от  американского физика Джозефа Генри.

В юные годы Генри не проявлял способностей к науке. Вырос в нищете на ферме.  Сам занимался своим самообразованием. Учиться начал с 16 лет. За семь месяцев он усвоил столько знаний, что получил место учителя в сельской школе. Работу он совмещал с учебой в академии. Здесь он увлекся электромагнетизмом. Подобно Фарадею Генри поставил перед собой задачу получить электрический ток с помощью магнита. Его открытие произошло за несколько лет до опытов  Фарадея.

Первоначально Генри вызывал ток в катушке, двигая около нее магнит, а затем заменил  этот магнит на катушку и обнаружил, что катушка (поз 3. на рисунке), подсоединенная к гальваническому элементу (1) при движении вызывает ток в неподвижной катушке (2), что и фиксируется электрометром (4). Результаты своих работ Генри не публиковал, т.к. вел их на любительской основе летом и хотел накопить больше научного материала.  Он не сообщил об этом опыте никому. «Мне следовало напечать это раньше, - говорил он своим друзьям. - Но у меня было так мало времени!» Генри не почувствовал глубины и важности открытия. Это привело к тому, что раньше свои эксперименты обнародовал английский физик Фарадей в 1832 году. Умолчав об индукционных опытах, Генри сразу же сообщил, когда ему удалось поднять электромагнитом целую тонну.

Именно это сообщение получил Фарадей. Возможно оно послужило последним звеном в цепи умозаключений об электромагнитной индукции. Фарадей устанавливает, что при размыкании и замыкании возникают индукционные токи противоположных направлений. Затем он проверяет влияние железных сердечников на индукцию.

Наконец, Фарадей производит опыт, с которого в школе начинают изложение вопроса об электромагнитной индукции. Это было точное повторение опыта Генри(Рис.3.1, 3.2).

Вначале Фарадей различает индукцию тока от тока, а затем тока от магнита.

Практическая часть

1.Способы получения индукционного тока

Цель: опытным путем подтвердить способы получения индукционного тока.

Рассмотрим способы получения индукционного тока:

1.Постоянный магнит вставляют в катушку, замкнутую на гальванометр, или вынимают из нее. При движении магнита в контуре возникает электрический ток. 2.Аналогичный результат будет иметь место в случае перемещения электромагнита, по которому пропускают постоянный ток, относительно первичной катушки или при изменении тока в неподвижной вторичной катушке.

3.Рамку, замкнутую на гальванометр, помещают в однородное магнитное поле и вращают. В рамке возникает электрический ток. Если же рамка  движется поступательно, не пересекая силовых линий, то ток в ней не возникает(МОДЕЛЬ).

4.Рамка движется в неоднородном магнитном поле. Число линий индукции, пересекающих рамку, изменяется. В рамке возникает электрический ток.

Таким образом можно разделить способы получения тока на две группы.

Первая группа (магнитное поле создано постоянным

магнитом):

·         Вносить и выносить магнит в контур .

·         Деформировать весь контур.

·         Менять число витков в контуре.

·        

·         Деформировать один виток контура. Поворачивать магнит или контур относительно оси контура .

Вторая группа (магнитное поле создано током):

·         Перемещать катушку относительно контура (и наоборот) .

·          Включать (выключать) ток в катушке или менять силу тока в катушке .

·          Деформировать контур.

·         Менять число витков в катушке .

·          Менять расстояние между витками катушки .

2.Изготовление модели

Цель: изготовить модель для демонстрации применения явления электромагнитной индукции.

Для изготовления модели необходимо иметь:

1.Магнит из динамика(любые бывшие в употреблении колонки),

2.Две панели из пятислойной фонеры, размером 10см * 10см.

3.Катушка с двумя выводами(можно изготовить из медной проволоки),

4.Лампа от гирлянды новогодней или фонарика,

5.Клей универсальный «Момент»,

6.Ручка вращения от детских игрушек или изогнутая проволока повышенной твердости.

План изготовления модели:

1.      в одной панели в центре сделать отверстие для ручки вращения,

2.      соединить под прямым углом две панели,

3.      приклеить постоянный магнит к нижней панели в центре,

4.      присоединить к концам катушки лампочку, которая должна быть закреплена около катушки,

5.      вставить ручку вращения в отверстие вертикальной панели и закрепить на оси вращения катушки,

6.      закрепить катушку или её держатель на панели.

Работа модели

При вращении катушки, магнитный поток от постоянного магнита, пронизывая катушку, будет меняться. При изменении потока в катушке возникает ток (электромагнитная индукция) и лампа светится. Скорость вращения катушки влияет на яркость лампочки.

Такой принцип работы модели показывает, что электромагнитная индукция может быть использована для получения тока, которым мы пользуемся, получая его от электрических станций, имеющих генератор тока.

Применение электромагнитной индукции

Из всех областей применения электромагнитной индукции хочу обратить внимание на зарядные устройства, которыми пользуемся ежедневно.

Зарядные устройства на основе явления электромагнитной индукции

На данный момент идёт упорное развитие беспроводных зарядных устройств, и отказ от любого рода проводных. Скоро мы будем заряжать устройство любого рода, без проводов, в домашних условиях. Некоторые разработчики уже нашли решения для подключения практически всей техники без помощи проводов.  Беспроводные зарядки для мобильных телефонов и планшетов уже давно существуют, но данный сегмент рынка стал развиваться только в последнее время.

Метод электромагнитной индукции используется в аксессуарах для большинства последних гаджетов. Электричество поступает на устройство благодаря магнитному полю, создаваемому специальным передатчиком. При этом принимающая сторона (батарея смартфона) должна находится на очень близком расстоянии, что не позволяет полностью насладится свободой. Еще из минусов стоит отнести малую передаваемую энергию. Основная часть затраченных ресурсов тратится в пустую, тогда как до устройства доходит лишь небольшая часть.

Одной из основных причин малой распространенности беспроводных зарядных устройств является отсутствие единого стандарта. Для каждого отдельного устройства должна выпускаться отдельная зарядка, поддерживающая его частоту. Это не позволяет крупным производителям аксессуаров заняться созданием универсальных беспроводных зарядных устройств.  На данный момент эти стандарты поддерживают 84 производителя, но до массового выпуска данной продукции еще далеко.

 Очевидно, что беспроводная передача энергии — очень перспективное направление. И хотя на данный момент эта технология еще не настолько популярна в мире как, например, Wi-Fi мы надеемся, что в скором времени все изменится.

 На данный момент лучше пользоваться проводными зарядными устройствами, т.к. плюсов использования пока больше: их низкая стоимость, одинаковая зарядка для нескольких устройств (телефон, планшет, фотоаппарат, видеокамеры, плеера и др.), быстрота заряда.

Заключение

На одной из лекций Майкла Фарадея о новом явлении присутствовал будущий премьер-министр Англии Уильям Гладстон, который спросил:

— Скажите, сэр, какую практическую пользу может принести ваше открытие?

— Этого я и сам еще не знаю, — ответил Фарадей. — Но когда-нибудь вы сможете обложить его налогом.

Появление трансформаторов, электрических машин и прочих устройств, в которых используется электромагнитная индукция, не заставило долго себя ждать.

Что же касается применения индукции в быту, то лишь в 1906 г. англичанин Артур Берри подал заявку GB190612333 на «аппарат для электрического нагрева при приготовлении пищи и других целей».

А в 1938 г., спустя более ста лет после Фарадея, американец Гарри Уотерс получил патент № 2133494 на «электробытовые приборы с беспроводным питанием», в число которых он включил кофеварки, водонагреватели, тостеры, миксеры, утюги, настольные лампы и приборы для приготовления пищи.

В практической части моей работы дано описание для изготовления модели, работающей на явлении электромагнитной индукции. Применить такую модель можно при демонстрации данного явления на уроках физики.

Используемые источники:

1.Дуков, В.М.  Исторические обзоры в курсе физики/В.М.Дуков. - М.: Просвещение, 1983. - 160 с.

2.Шилов. В.Ф. Домашние эксперименты по физике/В.Ф.Шилов. -М.: Школьная Пресса, 2003.-64 с.

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1.    И.С.Сергеев «Как организовать проектную деятельность учащихся», издательство «АРКТИ» г.Москва, 2006г.

2.    Проект на уроках информатики(Библиотека журнала «И и О»), 2006г.