თანამედროვე ეპოქის განვითარების ტემპი საგანმანათლებლო სისტემას უწყვეტ სწავლა-სწავლების საჭიროებას უკვეთავს. ეს გამოწვევა დგას მთელი მსოფლიოს წინაშე და განსაკუთრებული სიმწვავით ჩვენი ქვეყნის განათლების სისტემაზე აისახება. საერთაშორისო კვლევების (TIMSS – Trends in Mathematics and Science Study, PISA – Programme for International Student Assessment) თანახმად, საქართველოში, ბოლო წლების პოზიტიური დინამიკის მიუხედავად, მოსწავლეთა ცოდნის დონე საბუნებისმეტყველო საგნებისა და, განსაკუთრებით, ფიზიკის შედეგების მიმართულებით, საერთაშორისო საშუალო ნიშნულსაც კი ვერ აღწევს. მეტიც, უფრო დაბლა მიექანება.
სურათზე წარმოდგენილია საქართველოსა და სხვა ქვეყნების მე-8 კლასელთა მიღწევის საფეხურის აღწერა TIMSS კვლევის მიხედვით (2007-15წელი).
ასეთი დაბალი მაჩვენებლის მიზეზად, სხვა ობიექტურ მიზეზებთან ერთად, სწავლებაში, როგორც საგნობრივი, ასევე მეთოდოლოგიური სიახლეების დეფიციტი მიმაჩნია. ფიზიკა საინტერესო საგანია და თუ მას მოსწავლეებს მივაწვდით ისე, რომ მათ დაინახონ საგნის როლი თანამედროვე ცხოვრებაში, ვფიქრობ, უკეთესი შედეგები გვექნება. ფიზიკაში სამოდელო ინოვაციური გაკვეთილი ამ თვალსაზრისით კარგ შესაძლებლობა იძლევა.
როგორც ცნობილია, ახლო მომავალში დამტკიცდება „მასწავლებელთა პროფესიის რეგულირების წესი“ და შესაბამისად, 2019-20 სასწავლო წლიდან მასწავლებლების კრედიტების დაგროვების სისტემა გაუქმდება. იმ პედაგოგებმა, რომლებიც გეგმავენ სტატუსის შეცვლას, 2018-19 სასწავლო წლის მეორე სემესტრში უნდა მოასწრონ შესაბამისი კრედიტების დაგროვება. ამ ფაქტის გათვალისწინებით მნიშვნელოვნად მიმაჩნია გაგიზიაროთ გამოცდილება, რომელიც ფიზიკაში ჩემ მიერ ჩატარებულ სამოდელო ინოვაციურ გაკვეთილს უკავშირდება.
მე-8 კლასში ელექტროობის ნაწილში ეროვნული სასწავლო გეგმის სტანდარტის მიხედვით ისწავლება გამტართა მიმდევრობითი და პარალელური შეერთება. ინოვაციური გაკვეთილის თემაც სწორედ ფიზიკის ამ ნაწილიდან შევარჩიე. მიუხედავად იმისა, რომ ფიზიკის სტანდარტით სამაკეტო დაფები არ ისწავლება, დღეს რობოტექნიკის დაუფლება ამ ხელსაწყოს გარეშე შეუძლებელია. ჩემ მიერ ჩატარებულ გაკვეთილზე საგნობრივ სიახლედ გადავწყვიტე გამომეყენებინა სამაკეტო დაფა, რომელზეც მოსწავლეები ელექტრულ წრედს ააწყობდნენ. გაკვეთილის მიზანს წარმოადგენდა ასევე მეთოდური ინოვაციის დანერგვა – მოსწავლე ასისტენტების აქტიური გამოყენება საგაკვეთილო პროცესის მსვლელობისას. ინოვაციური გაკვეთილის დაგეგმვა განხორციელდა მასწავლებელთა პროფესიული განვითარების ეროვნული ცენტრის ფიზიკის ექსპერტის აქტიური ჩართულობით, რომელიც შეფასების ჯგუფთან ერთად ესწრებოდა გაკვეთილს. გაკვეთილის დაგეგმისას შევარჩიე ისეთი აქტივობები, მეთოდები და კოგნიტური სტრატეგიები, რომ გაკვეთილის მთავარი მიზანი მიღწევადი, ხოლო სწავლების შედეგი ეფექტური ყოფილიყო.
გაკვეთილის წარმართვისას გამოვიყენე კლასის ორგანიზების ფორმები: ინდივიდულალური, ჯგუფები, ხოლო სწავლების სტრატეგია – კოგნიტური.
წინასწარ შერჩეული აქტივობებით განხორციელდა ესგ-ის სტანდარტით განსაზღრული შედეგების მიღწევა, რაც შესაბამისი ინდიკატორებით დადასტურდა.
გაკვეთილზე განხორციელებული აქტივობები შეესაბამებოდა გაკვეთილის მიზნებს:
- წინარე ცოდნის გააქტიურება;
- თეორიული ცოდნის ტრანსფერი პრაქტიკულ საქმიანობაში: კონკრეტული ამოცანის პირობების მიხედვით სქემის დახაზვა, PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში შესაბამისი სქემის აწყობა, ვირტუალური ვოლტმეტრით და ამპერმეტრით დენის ძალის, ძაბვის გაზომვა და შედარება მათ თეორიულ მნიშვნელობთან;
- მოსწავლე-ასისტენტების დახმარებით ვირტუალურ ლაბორატორიაში აგებული მიმდევრობით და პარალელური შეერთების შესაბამისად, თანამედროვე სამაკეტო დაფის, დიოდური ნათურების, რეზისტორების, გამტარებისა და ღილაკების გამოყენებით წრედების აწყობა.
ყველა აქტივობა განხორციელდა დაგეგმილი თანმიმდევრობით: გამოწვევის ფაზაში მოსწავლე-ასისტენტმა სამაკეტო დაფაზე ფერადი შუქდიოდებით აწყობილი წრედით მოსწავლეებს აღუძრა მეტი ინტერესი შესასწავლი საკითხის მიმართ – მათ გაკვეთილის ბოლოს ასეთივე უნდა აეწყოთ წრედები.
სიღრმისეული წვდომის ფაზის საწყის ეტაპზე მოხდა წინარე ცოდნის გააქტიურება თემატური ფრონტალური შეკითხვებით. ასევე ცოდნის გააქტიურების მიზანს ემსახურებოდა შემდგომი აქტივობა: კლასი დაიყო ჯგუფებად და საპრეზენტაციო ეკრანზე გამოტანილი თითოეული ჯგუფისთვის განკუთვნილი ამოცანის მიხედვით განხორციელდა მოსწავლეების მიერ სქემის დახაზვა, PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში შესაბამისი წრედების აწყობა. ასევე მოხდა დენის ძალის, ძაბვის გაზომვა და შედარება მათ თეორიულ მნიშვნელობასთან. შემდგომ, გაკვეთილის ინოვაციური კომპონენტის ნაწილში, უფროსკლასელმა და თანაკლასელმა მოსწავლე-ასისტენტებმა კლასს გააცნეს შუქდიოდების და სამაკეტო დაფის მოქმედების პრინციპი. ამის შემდგომ კი მოცემული სქემების მიხედვით ასისტენტების დახმარებით მოსწავლეთა ჯგუფების მიერ მოხდა სამაკეტო დაფებზე შუქდიოდებით, წინაღობებითა და ღილაკებით წრედების აწყობა. ამ სიახლესთან ერთად განსაკუთრებულად სახალისო გამოვიდა გაკვეთილის მეთოდოლოგიური ინოვაცია. ასისტენტებისთვისაც და მოსწავლეებისთვის თანამშრომლობის ასეთი სახე საკმაოდ საინტერესო აღმოჩნდა.
გაკვეთილის რეფლექსიის ფაზაში მოხდა უკუკავშირი კლასთან, განხორციელდა თვითშეფასება და შეფასება.
აღწერილი მასალის კიდევ უფრო ახლოს გასაცნობად წარმოგიდგენთ ჩემ მიერ ჩატარებული გაკვეთილის გეგმას.
ფიზიკაში სამოდელო ინოვაციური გაკვეთილის გეგმა
კლასი : VIII
მოსწავლეთა რაოდენობა: 30.
კლასის ორგანიზების ფორმა: ინდივიდუალური, ჯგუფები.
სასწავლო რესურსები: თეთრი დაფა, მარკერი, კომპიუტერები, პროექტორი, ლაზერი, PHET ვირტუალური ლაბორატორია. ექსპერიმენტებისთვის: სამაკეტო დაფები, ელემენტები, გამტარები, წინაღობები, შუქდიოდები, ღილაკები.
სწავლების მეთოდები: კონსტრუქტივისტული მეთოდი (კეთებით სწავლა), ჯგუფური სადემონსტრაციო ექსპერიმენტები.
სწავლების სტრატეგიები: კოგნიტური.
შეფასების მეთოდი: შეფასება (განმსაზღვრელი, განმავითარებელი).
გაკვეთილის თემა: გამტართა მიმდევრობითი და პარალელური შეერთება.
სასწავლო მიზნები:
მოსწავლეებმა უნდა შეძლონ:
- წინა გაკვეთილებზე მიღებული თეორიული ცოდნის გააქტიურება: გაიხსენონ რაოდენობრივი კავშირები ელექტრული წრედის მახასიათებელ ფიზიკურ სიდიდეებს შორის გამტართა მიმდევრობითი და პარალელური შეერთებისას;
- თეორიული ცოდნის ტრანსფერი პრაქტიკულ საქმიანობაში: კონკრეტული ამოცანის პირობების მიხედვით სქემის დახაზვა, PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში შესაბამისი სქემის აწყობა, ვირტუალური ვოლტმეტრითა და ამპერმეტრით დენის ძალის, ძაბვის გაზომვა და შედარება მათ თეორიულ მნიშვნელობთან.
- მოსწავლე-ასისტენტების დახმარებით ვირტუალურ ლაბორატორიაში აგებული მიმდევრობითი და პარალელური შეერთების შესაბამისად, თანამედროვე სამაკეტო დაფის, დიოდური ნათურების, რეზისტორების, გამტარებისა და ღილაკების გამოყენებით წრედების აწყობა.
ეროვნულ სასწავლო გეგმის სტანდარტთან კავშირი
მიმართულება: ფიზიკური მოვლენები
შედეგი
ფიზ.VIII.7. მოსწავლეს შეუძლია მარტივი ელექტრული და მაგნიტური მოვლენების კვლევა.
ინდიკატორი
- რაოდენობრივად ახასიათებს დენის ძალის, ძაბვის, წინაღობის დამოკიდებულებას მათ განმსაზღვრელ სიდიდეებთან;
- აგებს ელექტრულ წრედს გამტართა პარალელური და მიმდევრობითი შეერთებით, იკვლევს რაოდენობრივ კავშირს ელექტრული წრედის მახასიათებელ პარამეტრებს შორის;
- ხსნის ყოველდღიურ ცხოვრებაში მოხმარებული ელექტრული ხელსაწყოების მოქმედების პრინციპს და პოულობს ელექტრობასთან დაკავშირებული კონკრეტული პრობლემების გადაჭრის გზებს.
აქტივობების აღწერა
საორგანიზაციო საკითხები, კლასისთვის საწავლო მიზნების და შეფასების სქემის გაცნობა (შეფასების სქემა იხ. დანართი 1). (2წთ) .
გამოწვევის ფაზა
აქტ.1 კლასის ერთ-ერთი მოსწავლე (მოსწავლე-ასისტენტი), რომელსაც რობოტექნიკის მიმართულებით მუშაობის გამოცდილება აქვს, საკუთარ თანაკლასელებს წარუდგენს სამაკეტო დაფაზე შუქდიოდებით და სხვა საჭირო კომპონენტებით თავის მიერ აწყობილ წრედს. მოკლედ გააცნობს მოსწავლეებს წრედის თითოეულ ელემენტს (2 წთ).
სიღრმისეული წვდომის ფაზა
აქტ. 2. წინარე თეორიული ცოდნის გააქტიურება: კლასში მიმდინარე ფრონტალური შეკითხვების ფონზე ორი მოსწავლე ერთდროულად დაფაზე ხაზავს გამტართა მიმდევრობით და პარალელურ შეერთების შესაბამის ელექტრულ წრედებს და ამყარებს რაოდენობრივ კავშირებს წრედის მახასიათებელ ფიზიკურ სიდიდეებს შორის (6წთ).
აქტ. 3. თეორიული ცოდნის ტრანსფერი ვირტუალურ ლაბორატორიაში: მოსწავლეები წყვილებში მასწავლებლის მიერ წინასწარ მომზადებული ამოცანების (დანართი.2, ამოცანები საპრეზენტაციო პროგრამით წარმოდგენილია ეკრანზე) პირობების მიხედვით PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში აგებენ მიმდევრობით და პარალელური შეერთების შესაბამის სქემებს. დენის ძალისა და ძაბვის სიდიდეებს გაზომავენ ვირტუალური ამპერმეტრის და ვოლტმეტრის საშუალებით (წყვილებს მინიჭებული აქვთ ნომრები, კენტი ნომრები აგებენ N1. ამოცანას, ლუწი ნომრები – N2. ამოცანას. (დანართი 2.) (10 წთ).
აქტ.4. თეორიული ცოდნის ტრანსფერი რეალურ გარემოში: კლასის მოსწავლე-ასისტენტი მასწავლებლის დახმარებით, ეკრანზე წარმოდგენილი სლაიდების მეშვეობით აუხსნის კლასს სამაკეტო დაფის შინაგან სტრუქტურას, ასევე სამაკეტო დაფის და დიოდური ნათურების გამოყენების თავისებურებებს, გააცნობს კლასს დიოდური ნათურების სქემატურ აღნიშვნებს.
ვირტუალურ ლაბორატორიაში აგებული მიმდევრობითა და პარალელური შეერთების შესაბამისად მოსწავლეები, მასწავლებლის მკაფიო ინსტრუქციის შემდეგ, მოსწავლე- ასისტენტების დახმარებით, ჯგუფებში სამაკეტო დაფაზე რეალურ გარემოში აწყობენ წრედებს (დანართი.3, სქემები საპრეზენტაციო პროგრამით წარმოდგენილია ეკრანზე). დენის წყაროს, დიოდური ნათურების, წინაღობების, გამტარებისა და ღილაკების საშუალებით. ჯგუფებს მინიჭებული აქვს ნომრები (კენტი ნომრები აგებენ N1. სქემას, ლუწი ნომრები – N2.სქემას.დანართი 3.). აღნიშნული აქტივობა მიმდინარეობს ორი მოსწავლე-ასისტენტის: ერთი ამავე კლასისა და მეორე – უფროსკლასელის დახმარებით (20 წთ).
რეფლექსიის და შეჯამების ფაზა
გაკვეთილის შეჯამება – უკუკავშირი – რა ვისწავლეთ ახალი? (2 წთ).
შეფასება – (განმავითარებელი, განმსაზღვრელი) (1+1 წთ).
საშინაო დავალება – დავალებაში ამოცანებთან ერთად, გაკვეთილზე განხილული სიმულაციის უკეთ გაცნობის მიზნით, სლაიდზე მითითებულია PHET -ის ვირტუალური ლაბორატორიის შესაბამისი სამუშაოს ბმული (დანართი.4) (1 წთ)
დანართი. 1.
მოსწავლეთა შეფასების სქემა
| ჯგუფური მუშაობა | 1 | ჯგუფში სწორად აქვს ნაპოვნი ფუნქცია | 0-2 | 10 |
| 2 | თანამშრომლობს ჯგუფთან | 0-2 | ||
| 3 | ჯგუფის მუშაობაში შეაქვს თავის წვლილი | 0-2 | ||
| 4 | მუშაობს მხოლოდ საკითხის ირგვლივ | 0-2 | ||
| 5 | იცავს დროის ლიმიტს | 0-2 |
დანართი.2.
ამოცანა.1. PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში ააწყვეთ წრედი: დენის წყაროს, ჩამრთველის, გამტარების, ორი მიმდევრობით შეერთებული ნათურის საშუალებით. გაზომეთ ძაბვა (თითოეულ ნათურის ბოლოზე და სრული) ვოლტმეტრის საშუალებით. გაზომეთ დენის ძალა (თითოეულ ნათურაში გამავალი და სრული) ამპერმეტრის საშუალებით.
ამოცანა.2. PHET ვირტუალურ ლაბორატორიაში ააწყვეთ წრედი: დენის წყაროს, ჩამრთველის, გამტარების, ორი პარალელურად შეერთებული ნათურის საშუალებით. გაზომეთ ძაბვა (თითოეულ ნათურის ბოლოზე და სრული) ვოლტმეტრის საშუალებით. გაზომეთ დენის ძალა (თითოეულ ნათურაში გამავალი და სრული) ამპერმეტრის საშუალებით.
დანართი. 3.
სქემა N 1
სქემა N 2
დანართი. 4
საშინაო დავალება:
- ამოცანები – ფიზიკა, ამოცანების და ტესტების კრებული, რ. ქანთარია, ლ. ჩიჩუა, გვ.45, ## 318, 321
- მიმდევრობითი და პარალელური შეერთებების კვლევა PHET ვირტუალური ლაბორატორიაში
ლიტერატურა
- მასწავლებელთა პროფესიული განვითარების სქემის გზამკვლევი – II ნაწილი;
- საბუნებისმეტყველო სწავლა-სწავლების შესაძლებლობები და შედეგები.TIMSS 2007-2015;
- ნატო ქობულაძე. უწყვეტი განათლების მნიშვნელობა თანამედროვე საგანმანათლებლო სისტემაში.
https://atsu.edu.ge/EJournal/HENTI2015/eJournal/Papers/KobuladzeNato.pdf;
- PHET– ის ვირტუალური ლაბორატორია https://phet.colorado.edu.
