- Развитие исследовательских способностей одаренных школьников при обучении физике возможно на основе включения их в исследовательскую деятельность и выполнения ими исследовательских работ в соответствии с логикой научного исследования в области физики, при активном применении компьютерного моделирования на основе численных методов. Особая роль компьютерного моделирования на основе численных методов в адаптированном для общего среднего образования виде определяется привнесением с его помощью высокого уровня субъективной новизны результатов исследования, осознаваемой самими школьниками, и созданием ситуации успеха в исследовательской деятельности как важнейших условий формирования устойчивой поисковой активности одаренных школьников.
- Для успешного развития исследовательских способностей одаренных школьников при обучении физике целесообразно сочетание подготовки к исследовательской деятельности и учебных занятий мотивационного характера в специальном пропедевтическом курсе, на занятиях которого происходит выявление одаренных школьников, осуществляется обучение методам, необходимым для выполнения исследовательских работ углубленного уровня, включая компьютерное моделирование на основе численных методов, и выбор темы работ с последующим их выполнением. Данный курс решает в единстве задачи формирования мотивации к изучению физики в целом, подготовки учащихся к интеллектуальным соревнованиям разного уровня и вовлечения их в собственно исследовательскую деятельность.
- Развитие исследовательских способностей одаренных в области физики школьников целесообразно осуществлять поэтапно в следующей последовательности:
- ознакомительный этап - направленный на выявление одаренных школьников с помощью решения физических задач проблемного характера (в соответствии с возрастными особенностями учащихся) и позволяющий предварительно определить группу учащихся, мотивированных к выполнению исследовательских работ углубленного уровня;
- ориентировочный этап, проходящий в форме занятий пропедевтического курса с решением проблемных задач дивергентного типа и завершающийся выбором темы исследования с учетом индивидуальных особенностей школьников; - исследовательский этап, сочетающий продолжение занятий пропедевтического курса с выполнением исследовательских работ углубленного уровня индивидуально или небольшими группами школьников; - итоговый этап - завершение исследовательских работ и их презентация.
- В рамках методической системы развития исследовательских способностей одаренных школьников целесообразно применение цифровых фото- или видеокамер в качестве основных измерительных инструментов при проведении натурных экспериментов и компьютерного моделирования на основе численных методов для вычислительных экспериментов, планирования и анализа натурных.
- Комплекс средств развития исследовательских способностей одаренных школьников в области физики может включать алгоритмы расчетов на компьютерах на основе численных методов, реализованные на базе электронных таблиц (MS Excel, Open Office.org Calc и др.), языков программирования (Basic, Pascal, Matlab и др.), а также цифровые фото- и видеокамеры, используемые в качестве основных измерительных инструментов при проведении натурных экспериментов.
- Для диагностики успешности развития исследовательских способностей школьников, одаренных в области физики, целесообразно контролировать развитие конвергентного мышления, оцениваемого по успешности решения олимпиадных задач (задач повышенной трудности), дивергентного мышления, оцениваемого по стремлению решать задачи дивергентного типа и успешности их решения, а также устойчивую поисковую активность, оцениваемую по участию школьника в исследовательской деятельности, включая выполнение исследовательских работ углубленного уровня.
1.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских компетенций школьников при выполнении исследовательских работ по физике с использованием численного моделирования: Монография [Текст] / С.Б. Рыжиков. – М.: Школа будущего. – 2012. – 232 с. (14,5 п.л.)
2.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских способностей одаренных школьников при выполнении исследовательских работ по физике с проведением экспериментов на базе фото– и видео техники: Монография [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: Школа будущего. – 2012. – 160 с. (9,2 п.л.)
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ
3.Рыжиков, С.Б. Реализация классического эксперимента «Опыт Галилея» с помощью техники «фотофиниша» [Текст] / С.Б. Рыжиков, Ю.В. Старокуров // Физическое образование в вузах. – 2002. – Т. 8. – №3. – С. 70-74. (0,4 п.л., авторских 0,2 п.л. – 50%)
4.Рыжиков, С.Б. Компьютерное моделирование движения кельтского камня [Текст] / С.Б. Рыжиков, Д.А. Григорьев, М.А. Тихонов // Физическое образование в вузах. – 2005. – Т. 11. – №1. – С. 82–89. (0,6 п.л., авторских 0,2 п.л. – 33%)
5.Рыжиков, С.Б. Использование табличного процессора MS Excel для решения физических задач повышенной сложности [Текст]/С.Б. Рыжиков // Информатика и образование. – 2007. – №10. – С. 73–78. (0,65 п.л.)
6.Рыжиков, С.Б. Измерение силы сопротивления воздуха [Текст] / С.Б. Рыжиков // Физика в школе. – 2008. – №3. – С. 37–40. (0,4 п.л.)
7.Рыжиков, С.Б. Использование электронных таблиц для проверки законов Кеплера [Текст] / С.Б. Рыжиков // Информатика и образование. – 2008. – №8. – С. 71–76. (0,65 п.л.)
8.Рыжиков, С.Б. Навыки исследователя формируются на школьной скамье (из опыта работы Вечерней физической школы при физическом факультете МГУ) [Текст] / С.Б. Рыжиков // Вестник Московского университета. Серия 20: педагогическое образование. – 2008. – №2. – С. 65–71. (0,5 п.л.)
9.Рыжиков, С.Б. Развитие представлений о статистическом характере физических законов у школьников 7–11 классов в процессе выполнения проектно–исследовательских работ с использованием компьютерного моделирования [Текст] / С.Б. Рыжиков // Школа будущего. – 2011. – №1. – С. 46–52. (0,4 п.л.)
10.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских компетенций школьников на примере решения классической задачи «брахистохронос» [Текст] / С.Б. Рыжиков // Школа будущего. – 2011. – №4. – С. 76–80. (0,3 п.л.)
11.Рыжиков, С.Б. В каком классе можно рассказывать школьникам о проблемах нанотехнологий [Текст] / С.Б. Рыжиков // Вестник Московского университета. Серия 20: педагогическое образование. – 2011. – №3. – С. 20–23. (0,3 п.л.)
12.Рыжиков, С.Б. Использование электронных таблиц для изучения движения математического маятника [Текст] / С.Б. Рыжиков // Информатика и образование. – 2011. – №6. – С. 80–84. (0,55 п.л.)
13.Рыжиков, С.Б. Проектно–исследовательские работы по физике и отношение к ним школьников (по результатам социологического опроса) [Текст]/С.Б. Рыжиков// Школа будущего. – 2012.–№2.–С. 93–98. (0,3 п.л.)
14.Рыжиков, С.Б. Формирование представлений о теории гравитации у одаренных школьников 9–11 классов [Текст] / Е.А. Михайлов, С.Б. Рыжиков // Наука и школа. – 2012. – №5. – С. 65–68. (0,4 п.л., авторских 0,2 п.л. – 50%)
15.Рыжиков, С.Б. Экспериментальные исследовательские работы с одаренными школьниками VII–го класса [Текст] / С.Б. Рыжиков // Физика в школе. – 2012. – №6. – С. 49-54. (0,6 п.л.)
16.Рыжиков, С.Б. Исследовательские работы школьников по небесной механике [Текст] / С.Б. Рыжиков // Школа будущего. – 2012. – №5. – С. 47-53. (0,4 п.л.)
17.Рыжиков, С.Б. Многоуровневый подход к исследованию явления радуги [Текст] / С.Б. Рыжиков // Школа будущего. – 2012. – №6. – С. 28-33. (0,3 п.л.)
18.Рыжиков, С.Б. Исследовательские работы одаренных школьников по волновой оптике–первый шаг к знакомству с нанотехнологиями [Текст] / С.Б. Рыжиков // Наука и школа. – 2013. – №2. – С. 104-108. (0,5 п.л.)
19.Рыжиков, С.Б. Проведение исследовательских работ по физике углубленного уровня с одаренными детьми в массовой школе [Текст] / С.Б. Рыжиков, А.В. Смирнов // Школа будущего. – 2013. – № 4. – С. 3-8. (0,3 п.л., авторских 0,15 п.л. – 50%)
Учебно–методические пособия
20.Рыжиков, С.Б. Классический опыт Галилея в век цифровой техники: Учебное пособие [Текст]/С.Б. Рыжиков–М.: МЦНМО. – 2008. – 64 с.(4,0 п.л.)
21.Рыжиков, С.Б. Беседы и компьютерные расчеты, касающиеся нескольких занимательных задач механики. ч.1. Как Ахиллес и черепахи играли в догонялки: Учебное пособие. Изд. 2–е, переработанное [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: МГДД(Ю)Т. – 2012. – 116 с. (7,2 п.л.)
22.Рыжиков, С.Б. Беседы и компьютерные расчеты, касающиеся нескольких занимательных задач механики. ч.2. Как Кеплер и Ньютон превращали окружности в эллипсы: Учебное пособие [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: МГДД(Ю)Т. – 2008. – 76 с. (4,7 п.л.)
23.Рыжиков, С.Б. Беседы и компьютерные расчеты, касающиеся нескольких занимательных задач механики. ч.3. Как Галилей и Шерлок Холмс извлекли пользу из умения наблюдать: Учебное пособие [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: МГДД(Ю)Т. – 2009. – 100 с. (6,2 п.л.)
24.Рыжиков, С.Б. Беседы и компьютерные расчеты, касающиеся нескольких занимательных задач механики. ч.4. Как Галилей бросал ядра с Пизанской башни: Учебное пособие [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: МГДД(Ю)Т. – 2009. – 80 с. (5,0 п.л.)
25.Рыжиков, С.Б. Беседы и компьютерные расчеты, касающиеся нескольких занимательных задач механики. ч.5. Как физика сошла с небес на Землю по наклонной плоскости Галилея: Учебное пособие [Текст] / С.Б. Рыжиков – М.: МГДД(Ю)Т. – 2011. – 84 с. (5,2 п.л.)
Материалы конференций
26.Рыжиков С.Б. Проведение проектно–исследовательских работ со старшеклассниками на примере решения классической задачи гравитационного линзирования [Текст] / Е.А. Михайлов, С.Б. Рыжиков // Всероссийский съезд учителей физики в МГУ. Труды. – М.: МГУ. – 2011. – С. 241-243. (0,3 п.л., авторских 0,15 п.л. – 50%)
27.Рыжиков, С.Б. Два аспекта применения компьютера в преподавании физики на примере решения одной классической задачи [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды VII международной конференции «Физика в системе современного образования». – СПб.: Изд. РГПУ им. А.И. Герцена. – 2003. – Т. 1. – С. 116-118. (0,15 п.л.)
28.Рыжиков С.Б. Простой опыт, демонстрирующий квадратичный характер зависимости силы сопротивления воздуха от скорости [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды VIII международной учебно–методической конференции «Современный физический практикум», М.: Изд. Московского физического общества. – 2004. – С. 86. (0,1 п.л.)
29.Рыжиков, С.Б. Аэродинамика полета бумеранга [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы VIII международной конференции «Физика в системе современного образования». – СПб: Изд. РГПУ им. А.И. Герцена. – 2005. – С. 607. (0,05 п.л.)
30.Рыжиков, С.Б. Компьютерное сопровождение лекционной демонстрации «Полет бумеранга» [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды IX Международной учебно–методической конференции «Современный физический практикум». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2006. – С. 82-83. (0,15 п.л.)
31.Рыжиков, С.Б. Компьютерное моделирование образования радуги [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы VI Международной научно–методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: «Школа будущего» . – 2007. – Часть 2. – С. 168-170. (0,2 п.л.)
32.Рыжиков, С.Б. Моделирование движения небесных тел по эллиптическим и гиперболическим орбитам с помощью электронной таблицы MS Excel [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы VII Международной научно– методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ. – 2008. – Часть 1. – С. 303-305. (0,2 п.л.)
33.Рыжиков, С.Б. Физический эксперимент по оптике в условиях летней школы [Текст] / С.Б. Рыжиков, Ю.В. Рыжикова // Труды международной конференции «Современный физический практикум». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2008. – С. 256-257. (0,1 п.л., авторских 0,05 п.л. – 50%)
34.Рыжиков, С.Б. Изучение негармонических колебаний маятника с помощью цифровой камеры [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды международной конференции «Современный физический практикум». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2008. – С. 257-258. (0,15 п.л.)
35.Рыжиков, С.Б. Особенности проведения практических занятий по механике с учащимися 7–9 классов в условиях летней школы [Текст] / С.Б. Рыжиков, Ю.В. Рыжикова // Материалы X международной конференции «Физика в системе современного образования». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2009. – С. 119. (0,06 п.л., авторских 0,03 п.л. – 50%)
36.Рыжиков, С.Б. Учебное пособие по проведению проектных (исследовательских) работ по физике в средней школе [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы X международной конференции «Физика в системе современного образования». – СПб.: Изд. РГПУ им. А.И. Герцена. – 2009. Т. 2. С. 119-120. (0,1 п.л.)
37.Рыжиков, С.Б. Изучение сложных колебательных движений: численное моделирование и эксперимент [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы VIII Международной научно–методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ. – 2009. – С. 147-148. (0,1 п.л.)
38.Рыжиков, С.Б. Расчет дифракционных картин от простейших объектов с применением численного моделирования в 9 классе средней школы [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы IX Международной научно–методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» – М.: МПГУ. – 2010. – Часть 3. – С. 92–94. (0,2 п.л.)
39.Рыжиков, С.Б. Проектно–исследовательские работы – как способ развития интереса к физике у школьников 7–9 классов [Текст] / С.Б. Рыжиков // Всероссийский съезд учителей физики в МГУ. Труды. – М.: МГУ. – 2011. – С. 205-207. (0,35 п.л.)
40.Рыжиков, С.Б. Введение в теорию необратимых процессов на факультативных занятиях с одаренными школьниками 7–9 классов [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды VI Всероссийской конференции «Необратимые процессы в природе и технике». – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2011. – Часть III. – С. 144-146. (0,2 п.л.)
41.Рыжиков, С.Б. Использование цифровых камер для проведения лабораторных и проектно–исследовательских работ с одаренными школьниками [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы IX Всероссийской научно– практической конференции «Физика и ее преподавание в школе и в вузе» (Емельяновские чтения). – Йошкар–Ола: Изд. Марийского государственного университета. – 2011. – С. 217-221. (0,3 п.л.)
42.Рыжиков, С.Б. Применение компьютерного моделирования для решения классической задачи «брахистохронос» в средней школы [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы X Международной научно–методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ, 2011. – Ч. 1. – С. 199-201. (0,2 п.л.)
43.Рыжиков, С.Б. Преподавание численных методов одаренным школьникам: успехи и перспективы [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы VII международной научно–практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук». – М.: Институт стратегических исследований. – 2011. – С.194-197. (0,25 п.л.)
44.Рыжиков, С.Б. Численные методы как эвристический прием решения задач повышенной сложности на занятиях с одаренными школьниками [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы XIV всероссийской научно–практической конференции «Физическое образование: педагогические исследования и инновации». – Иркутск: Восточно–сибирская государственная академия образования. – 2011. – С. 27-29. (0,2 п.л.)
45.Рыжиков, С.Б. Проведение исследовательских работ с одаренными школьниками на примере изучения формы поверхности мыльной пленки [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы XI Международной научно– методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ. – 2012. – Часть 2. – С. 18-20. (0,2 п.л.)
46.Рыжиков, С.Б. Методика проведения проектно–исследовательских работ с применением численного моделирования с одаренными школьниками 7–9 классов [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы XI Международной научно– методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ. – 2012. – Часть 2. – С. 23-25. (0,2 п.л.)
47.Рыжиков, С.Б. Олимпиады и проектно–исследовательские работы – два направления обучения одаренных школьников физике [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы V Международной научно–практической конференции «Новые педагогические технологии». – М.: Изд. «Спутник+». – 2012. – С. 194-196. (0,2 п.л.)
48.Рыжиков, С.Б. Проведение исследовательских работ по механике и молекулярной физике с одаренными школьниками с использованием цифровых фотоаппаратов [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы ХХIV Международной научно–практической конференции «Психология и педагогика: методика и проблемы практического применения». – Новосибирск: – Изд. НГТУ. – 2012. – Часть 2. – С. 128-130. (0,2 п.л.)
49.Рыжиков, С.Б. Проектно–исследовательские работы школьников 7–го класса при изучении «золотого правила механики» [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы X Всероссийской научно–практической конференции «Физика и ее преподавание в школе и вузе» (Емельяновские чтения). – Йошкар–Ола: Изд. Марийского гос. университета. – 2012. – С. 210-213. (0,25 п.л.)
50.Рыжиков, С.Б. Практическое изучение законов динамики вращательного движения с одаренными школьниками 9–го класса [Текст] / С.Б. Рыжиков // Сборник трудов XII международной учебно–методической конференции «Современный физический практикум». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2012. – С. 183. (0,1 п.л.)
51.Рыжиков, С.Б. Практические работы по волновой оптике в школе [Текст] / С.Б. Рыжиков, Ю.В. Рыжикова // Сборник трудов XII международной учебно–методической конференции «Современный физический практикум». – М.: Изд. Московского физического общества. – 2012. – С. 184. (0,1 п.л., авторских 0,05 – 50%)
52.Рыжиков, С.Б. Обучение одаренных школьников 8-9 классов на физическом факультете МГУ: успехи и перспективы [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы конференции «Новые образовательные программы МГУ и школьное образование». – М.: МГУ. – 2012. – С. 179-181. (0,2 п.л.)
53.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских способностей одаренных школьников на примере расчета движения заряженных частиц в неоднородном магнитном поле [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы XII Международной научно–методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ. – 2013. – Часть 1. – С. 101-104. (0,25 п.л.)
54.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских способностей одаренных школьников при изучении неравновесных процессов с использованием цифровых камер и численного моделирования [Текст] / С.Б. Рыжиков // Труды VII Всероссийской конференции «Необратимые процессы в природе и технике». – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2013. – Часть III. – С. 191-193. (0,2 п.л.)
55.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских способностей школьников 8– 9 классов в Вечерней физической школе при физическом факультете МГУ [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы II научно–методической конференции «Новые образовательные программы МГУ и школьное образование» – М.: МГУ. – 2013. – Ч. 1. – С. 71-73. (0,15 п.л.)
56.Рыжиков, С.Б. Применение электронных таблиц для решения задач по геометрической оптике [Текст] / С.Б. Рыжиков // Материалы XI Всероссийской научно–практической конференции «Физика и ее преподавание в школе и вузе» (Емельяновские чтения). – Йошкар–Ола: Изд. Марийского государственного университета. – 2013. – С. 149-151. (0,2 п.л.)
Другие публикации
57.Рыжиков, С.Б. Решение олимпиадных задач и проведение исследовательских работ по физике с использованием численных методов [Текст] / С.Б. Рыжиков // Сб. Системно–деятельностный подход в обучении физике. – М.: УЦ «Перспектива». – 2012. – С. 88-136. (3,1 п.л.)
58.Рыжиков, С.Б. Развитие исследовательских способностей школьников 8-9–го классов при изучении волновой оптики [Текст] / С.Б. Рыжиков // Физика (Изд. «Первое сентября»). – 2013. – №5. – С. 40-45. (0,65 п.л.)
59.Рыжиков, С.Б. Использование электронных таблиц для проведения исследовательских работ на примере нахождения центра тяжести [Текст] / С.Б. Рыжиков // Информатика в школе. – 2013. – №8. – С. 51-53. (0,3 п.л.)
60.Рыжиков, С.Б. Исследовательские работы школьников по теме «механические колебания и волны» [Текст] / С.Б. Рыжиков // Информатика в школе. – 2013. – №9. – С. 49-52. (0,4 п.л.)