Формирование универсальных учебных действий в процессе обучения физике

The formation of universal educational actions in the process of teaching physics

Tatiana Ivleva

State special educational institution «Nizhny Tagil Evening School For Adults No. 2», Russia, Nizhny Tagil

Аннотация. Вечерние (сменные) общеобразовательные школы при исправительных колониях являются важной составляющей частью общей системы образования, которая удовлетворяет интересы и потребности личности, общества и государства. В статье представлен опыт формирования УУД в процессе обучения физике.

Abstract. Evening (shift) secondary schools in correctional facilities are an important part of the General education system that meets the interests and needs of the individual, society and the state. The article presents the experience of the formation of the OOD in the process of learning physics.

Ключевые слова: универсальные учебные действия; учебный проект; Невьянская башня.

Keywords: universal educational actions; educational project; Nevyansk tower.

Перемены, происходящие в современном обществе, требуют совершенствования образовательного процесса, определение целей образования, учитывающих государственные, социальные и личностные потребности и интересы.

Ни учитель, ни сам ученик не в состоянии предугадать какие знания и умения ему понадобятся в будущем. Отсюда возникает необходимость в умении обучаться и развиваться в течение всей жизни. И как следствие, вместо передачи суммы знаний –развитие личности учащегося на основе способов деятельности.

В широком значении термин «универсальные учебные действия» означает «умение учиться», т. е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. В более узком значении – совокупность способов действия ученика, обеспечивающих его способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию этого процесса.

УУД направлены на достижение планируемых результатов.

Три группы планируемых результатов:

·      предметные универсальные учебные действия – лежат в основе изучения самого предмета;

·      метапредметные универсальные действия отражают межпред­метные понятия;

·      личностные универсальные учебные действия – это нравствен­ность и эмоции в изучении предмета.

УУД могут формироваться и развиваться как в процессе учебной деятельности, так и во внеурочной деятельности.

При формировании УУД целесообразно использование современ­ных педагогических технологий при работе с обучающимися, например, технологическая проектная деятельность в основе, которой лежит метод проектов, который позволяет формировать интеллекту­альные, информационные, коммуникативные навыки. При этом развиваются социальные навыки в процессе групповых взаимодействий; такие черты характера, как самостоятельность, любознательность.

Используя метод учебных проектов при обучении физике, можно сказать, что он является доступным способ создать условия для формирования компетентностей обучающихся, их социальной адаптации в обществе, познакомить учащуюся молодежь с достижениями науки и технике и практическим применением полученных знаний. Реализация метода проектов является наиболее органичной по отношению к психолого-педагогическим особенностям возраста учеников вечерней школы.

Предлагаем фрагмент учебного проекта «Ресурс устойчивость наклонной башни в Невьянске», который был выполнен учеником 11 класса. В ходе работы над проектом нужно было ответить на вопросы: «Какими физическими законами можно объяснить устойчивость архитектурных сооружений?», «Каков ресурс устойчивости Невьянской башни?»

Объект данного исследования: изучение физических законов, объясняющих устойчивость архитектурных сооружений.

Предмет исследования: объяснение ресурса устойчивости Невьянской башни.

Цели:

Образовательные: показать значение и практическое применение законов физики в строительстве и архитектуре.

Воспитательные: научить видеть красоту в окружающем мире.

Развивающие: развитие творческих способностей; способностей устанавливать межпредметные связи (физика, история, МХК, география) и выявлять причинно-следственную связь; развитие монологической речи, самоанализа, рефлексии.

В проекте рассмотрены следующие вопросы:

·      условия устойчивости архитектурных сооружений;

·      причины образования наклона башни;

·      деформации и устойчивость Невьянской башни;

·      ресурс устойчивости наклонной башни в Невьянске.

Примеры расчета по определению ресурса устойчивости наклонной башни в Невьнске.

Башня в Невьянске (рис. 1), построенная в первой четверти 18 века Акинфием Демидовым, приобрела широкую известность во многом в связи со своим общим наклоном. Высота башни – 57,5 метров, основание — квадрат со стороной 9,5 м, толщина стен в нижней части от 1,78 м до 1,5 вверху. Имя архитектора-строителя неизвестно. Отклонение от вертикали вверху около 1,85 метра на юго‑запад предположительно, возникло во время строительства, и к настоящему времени достигает примерно 2º. В этом отношении она похожа на Пизанскую башню в Италии.

Наклонная башня в Невьянске не падает, несмотря на свой наклон. В этих случаях условие устойчивости следующее: для равновесия необходимо, чтобы вертикаль, проведенная через центр тяжести, проходила внутри площади опоры тела, т. е. внутри площадки, на которую опирается тело. При этом равновесие считается устойчивым. Очевидно, что при том наклоне, которого башня достигла к настоящему времени, вертикаль, проведенная из центра тяжести башни, все еще проходит внутри ее площади опоры.

Рисунок 1. Башня в Невьянске 

Рисунок 2. Продольная ось башни

Относительно наклона башни существует, по крайне мере, две легенды-гипотезы: 1 - башня была построена намеренно наклонно по образцу и подобию Пизанской кампаниллы; 2 – наклон возник уже при строительстве, либо о его продолжении в течение всего периода ее существования.

Причиной образования наклона могли быть как слабые грунты в основании (что естественно вблизи реки Нейва), так и возможное заложение фундамента на мерзлом грунте, который после оттаивания привел к образованию неравномерных осадок и начального наклона. Об этом есть косвенные свидетельства в переписке, относящейся к середине – концу 18 века.

Интересно, что собственный наклон отдельных ярусов башни различен и уменьшается с высотой от 2º53´ (четверик) до 0º48´ (купол и шпиль). В результате продольная ось башни имеет характерную саблеобразную форму (рис. 2), что роднит ее со знаменитой Пизанской башней.

Одна из гипотез, объясняющих такую форму: каждый следующий ярус строители начинали возводить вертикально, однако продол­жавшийся общий крен сооружения приводил к наклону и этого очередного яруса, но уже меньшему, чем у предыдущего.

Эта гипотеза позволяет оценить динамику крена Невьянской башни. Если ось шатра к концу строительства была вертикальной, то существующее ее отклонение в 0º48´, «набежавшее» примерно за 250 лет с момента завершения строительства, как раз и представляет собой общий крен за этот период.

На основании этой оценки и с учетом результатов наблюдений, проводившихся в 1962-1964 и 1977-1979 гг., В.В. Лушниковым, Ю.Р. Оржеховским и А.В. Долговым, сотрудниками ОАО института «УралНИИ-АС», Екатеринбурга, был сделан прогноз развития наклона Невьянской башни.

Согласно этому прогнозу, Невьянская башня может исчерпать ресурс устойчивости к 2200-2250 гг., т. е. к этому году при самом неблагоприятном варианте коэффициент устойчивости достигнет значения k = 1.

Основной причиной деформации башни является следующее обстоятельство: основание фундамента башни по своей сжимаемости является неравномерным, и увеличение сжимаемости происходит именно в направлении крена (фактическая разница осадок краев фундамента, соответствующая наблюдаемому крену башни, составляет примерно 30 см).

Вывод: расчеты специалистов показывают, что деформативность грунтов основания в период строительства была значительно выше нынешней. Результат оценки ресурса устойчивости башни: нынешнее положение башни можно оценить как устойчивое.

Данный проект нацелен не только на освоение физических знаний, но и на развитие: способность ставить и решать познавательные задачи, осуществлять поиск, переработку, систематизации и обобщение информации, создавать личностно значимые продукты познавательной деятельности.

Формирование УУД через проектную деятельность обеспечивает личности готовность к непрерывному образованию, высокую социальную и профессиональную мобильность.

Известно высказывание философа и социолога Герберта Спенсера: «Великая цель образования – это не знания, а действия».