Недзьведь Ольга Валерьевна, к.т.н., доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений, биологический факультет, БГУ
Учебная дисциплина: «Физика», 1 курс, специальность «Биоинженерия и биоинформатика».
Количество часов на реализацию методической разработки: 4 ч.
Тема: «Итоговое обобщающее занятие по курсу физики»
Основные цели педагога по отношению к индивидуальной самореализации студента при проведении данного занятия
Целеполагание студента
Круг реальных объектов действительности, предлагаемых студентам для изучения
Методы изучения реального объекта действительности
Этапы занятия
Открытые эвристические задания и примеры слайдов из студенческих презентаций в качестве примеров выполнения:
Открытое (эвристическое) задание «Как засунуть зубную пасту обратно в тюбик»
Ни для кого не секрет, что энтропия считается одной из самых загадочных физических величин, а второе начало термодинамики ‒ одним из самых сложных для понимания физических законов. Кстати, одна из его формулировок звучит так: любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы при этом возрастает.
А теперь давайте представим, что его формулировка изменилась на противоположную и энтропия больше не возрастает, более того, она убывает! Опишите этот мир, его сильные и слабые стороны и свою жизнь в этом мире.
Ответ предоставьте в виде презентации.
Открытое (эвристическое) задание «Ходить по воде»
Без преувеличения можно сказать, что явление поверхностного натяжения ‒ одно из важнейших для обеспечения жизни на Земле. Помимо удерживания водомерок на поверхности жидкости, оно обеспечивает сферическую форму капель, адгезию, капиллярные явления, альвеолярное дыхание. Коэффициент поверхностного натяжения воды достаточно велик по сравнению с другими органическими растворителями (он равен 73 мН/м при 20°С).
А теперь представьте, что в силу каких-то неизвестных нам причин он уменьшился вдвое. Опишите новые условия жизни на Земле.
Ответ предоставьте в виде презентации.
Открытое (эвристическое) задание «Как дельфины»
Известно, что ощущение звука при воздействии на слуховой аппарат вызывают распространяющиеся в среде механические волны, с частотой от 16 до 20 000 Гц.
Давайте представим, что верхняя граница сдвинется, допустим, до 80 000 Гц. Какие преимущества получит человек? С какими проблемами столкнется? Изменятся ли способы навигации? И что на счет методов медицинской диагностики?
Ответ предоставьте в виде презентации.
Открытое (эвристическое) задание «Властелин мира»
Физические законы – количественные отношения между физическими величинами, установленные на основе обобщения опытных фактов и отражающие объективные закономерности, существующие в природе.
Представьте, что джин, спасенный вами из банки с джемом, съеденной во время подготовки к экзамену по физике, в качестве благодарности предложил вам отменить один любой физический закон (чтобы учить было меньше).
Какой закон вы отмените? Будет ли вам благодарно человечество? Какие бонусы оно получит? С какими сложностями столкнется? Какие изменения произойдут на клеточном уровне?
Ответ предоставьте в виде презентации.
А что, если?
Представим, что под действием изменяющейся окружающей среды в организме человека начали вырабатываться частицы, обладающие магнитными свойствами.
Какие преимущества получит человек? С какими проблемами столкнется? Изменятся ли способы навигации? Появятся ли новые методы лечения?
Ответ предоставьте в виде презентации.
Открытое (эвристическое) задание «Больше синего!»
Видимый человеком диапазон длин волн находится между 400 нм и 760 нм. Представьте, что он сместился на 200 нм в сторону меньших длин волн (200 нм – 560 нм)?
Опишите вашу жизнь в этом мире. Какие бонусы вы получите (вспомните о разрешающей способности)? С какими проблемами вам придется столкнуться?
Ответ предоставьте в виде презентации.
Демонстрация полученных образовательных продуктов проводится в виде устных выступлений студентов, которые представляют презентации для дальнейшего обсуждения.
Рефлексия
На этапе рефлексии студентам было предложено ответить на следующие вопросы:
Примеры рефлексии студентов
«Несмотря на то, что задачи на практических занятиях и иллюстрации на лекциях часто демонстрировали гармоничное сочетание биологии и физики, эвристическое задание представляло особенный интерес. Это было обусловлено необходимостью генерировать оригинальные идеи, с учетом как физических, так и биологических законов. Это было особо актуально, поскольку наша группа исследовала вопрос внутривидовой коммуникации дельфинов и других животных через ультразвуковые волны.
Сложность заключалась в том, чтобы систематизировать многообразие идей и формулировать их в окончательное решение. Взаимодействие с одногруппниками и создание первоначальных заметок оказались крайне полезными для разрешения этой проблемы.
Обсуждение нашего проекта и проектов других групп оказалось наиболее привлекательным для меня. Вопросы позволяли глубже проникнуть в суть темы и рассмотреть аспекты, которые могли остаться незамеченными в процессе подготовки презентации.
Я бы отметила опыт коллективной работы над нестандартной задачей, охватывающей различные научные дисциплины, как ключевой результат. В этом, вероятно, наибольшую роль сыграли грамотная организация занятий со стороны преподавателя, что позволило студентам эффективно сотрудничать, а также многогранность тем докладов»
(Надежда Боева, студентка группы 48)
«Задание было крайне увлекательным, так как для его выполнения требовались не только научные знания, но и применение креативности, которая проявлялась в создании оригинальных идей и нестандартных решений для различных задач, и которая оставила много положительных эмоций.
Сложностей при выполнении проектов практически не было, за исключением того, что времени на подготовку презентации и идей было мало. Я хотел бы сделать все немного лучше, но у не хватало времени на то, чтобы продумать все досконально. Я старался сделать все максимально качественно и интересно, но мог бы сделать еще лучше, будь времени больше.
Самое захватывающее в задании было обсуждение докладов других студентов. Я с удовольствием следил за развитием их идей, находил слабые места и участвовал в дискуссиях, делясь своими мыслями с другими. Я также получил много полезной обратной связи от других студентов и преподавателя, которая помогла мне улучшить свой проект. Было приятно аргументировать свою точку зрения, слушать других и находить компромиссы.
В выполнении задания способствовала приятная и спокойная атмосфера, в которой я чувствовал себя комфортно и не испытывал никакого напряжения. Я не боялся ошибаться или высказывать свое мнение. Задание было интересным и разнообразным, что дало возможность поразмышлять над вопросами и продумать различные возможные решения, а также рассмотреть с напарниками ответ с различных точек зрения»
(Тимур Кабулов, студент группы 48)
«Выполнение эвристического задания оставило только положительные эмоции. Было очень интересно решать задачу в команде с одногруппниками, применяя на практике полученные по ходу курса теоретические знания.
Конечно, при выполнении задания мы столкнулись с рядом трудностей: было трудно определиться с объектом, поскольку мнения разделились, однако заинтересованность всех участников, нестандартное мышление и помощь преподавателя помогли создать увлекательный и целостный рассказ.
Каждая часть задания была интересна по-своему, но самым запоминающимся был этап написания сюжета, когда мы наблюдали, как отдельные идеи объединяются в единую историю. Могу сказать, что для меня это задание стало не только интересным опытом, но и демонстрацией синергетического эффекта от продуктивной командной работы и творческого мышления.
(Сергей Кезик, студент группы 48)
Выводы и рекомендации
Результативность проведения эвристического занятия по теме «Итоговое обобщающее занятие по курсу физики» подтверждается представленными рефлексивными высказываниями студентов.
Использование открытых заданий при проведении итогового занятия явилось очень эффективным инструментом, предоставляющим студентам больше возможностей для более глубокого и цельного понимания курса в ситуации осмысления ими приобретенных научных знаний, формирования оригинальных идей, поиска и принятия нестандартных решений.
Данная методическая разработка может быть использована в высших учебных заведениях в процессе преподавания дисциплины «Физика» (специальность «Биоинженерия и биоинформатика»).