Введение.

Введение. Физика в седьмом классе может оказаться трудной для учеников из-за бесконечных абстракций, формул и законов. Дети теряют интерес почти сразу. Для решения этой проблемы учителя пробуют разное: кто-то ставит опыты, кто-то рассказывает анекдоты про Ньютона, а кто-то предлагает рисовать. Лариса Ф. Баянова в своем исследовании показала, что занятия искусством, и рисование в том числе, серьезно прокачивают творческие способности и визуальное мышление учеников младших классов [1]. Чунь Сяо пошел дальше и на выборке учащихся 5-7 классов доказал, что приемы развития образного мышления через рисунок реально повышают когнитивные показатели и креативность. Выглядит многообещающе, но когда дело доходит до предмета, где нужно изобразить не яблоко, а, скажем, процесс конвекции или строение атома, возникают специфические трудности [2].

Трудности эти не выдуманы. Во-первых, не каждый ученик может переложить физическую абстракцию на язык линий и пятен: у одного выходит непонятная картина, у другого аккуратный, но совершенно бессмысленный чертёж. Рисунок получается либо примитивным, либо неверным. Во-вторых, урок - это 40 минут. В классе может быть до 30 учеников. Пока всем раздашь задание, пока объяснишь, пока дождёшься внятного результата, времени на саму физику почти не остаётся. В-третьих, всё упирается в конкретного педагога: его опыт, готовность импровизировать, умение оценить не художество, а глубину понимания. Поэтому, несмотря на радужные отчёты Ф. Баяновой и Чунь Сяо, оставался неясным главный практический вопрос: способно  ли рисование именно на уроках физики и именно в седьмом классе реально, ощутимо повысить учебную активность и желание вникать в материал? Ответа без цифр не получишь.

Цель работы прямо вытекала из этого дизайна: выяснить, действительно ли систематическое использование рисования на физике повышает мотивацию и активность семиклассников. Для достижения цели решали конкретные задачи: адаптировали приёмы рисования под ключевые темы курса физики 7 класса; организовали эксперимент с двумя равноценными группами; разработали опросник для замера вовлечённости и отношения к методу; провели статистическое сравнение результатов; интерпретировали полученные данные.

Рабочая гипотеза была довольно проста. Было ожидаемо, что в классе, где рисование стало частью урока, уровень заинтересованности и желания участвовать окажется заметно выше, чем в контрольном. Кроме того, нас живо интересовал смежный исследовательский вопрос: заинтересуются ли самим методом те дети, которые в эксперименте не участвовали, если рассказать им о таком подходе? По нашим данным, полученным после обработки опросов, экспериментальная группа действительно показала высокую вовлечённость, а контрольная выразила желание использовать рисование в будущем. Это, пожалуй, лучшее доказательство того, что тема стоила усилий.

Методы.

Материалы и методы. Исследование строилось как квазиэксперимент. Две группы, естественные классы, без предварительного тестирования. Экспериментальная - 7 «Г», 17 учащихся. Контрольная - 7 «В», 24 учащихся. Обучение велось на казахском языке.

Продолжительность эксперимента - шесть недель. Уроки физики проводились дважды в неделю. Рисование включалось лишь в одно занятие из двух, не подменяя программу, а дополняя её. Тематический охват: сообщающиеся сосуды, гидравлические машины, атмосферное давление и его измерение, манометры, насосы.

Процедура вмешательства намеренно проста. Ученикам экспериментальной группы давали задание перенести в повседневную тетрадь рисунок или схему из учебника по текущей теме. Иногда предлагалось изобразить собственное представление процесса. Время на рисунок - не более десяти минут. Работа оценивалась, отметки выставлялись в журнал. Важен контекст: рисование не было развлечением. Это - обязательный элемент занятия с контролем результата.

Контрольная группа проходила те же темы иначе: устное объяснение, работа у доски, фронтальный опрос, конспектирование. Никаких специальных изобразительных заданий.

Занятия в обоих классах вёл один и тот же педагог, а за выполнение эксперимента отвечал студент-практикант, будущий учитель физики. Условия старались максимально выровнять. Отличалось только наличие или отсутствие рисования.

Данные собирали анонимным бумажным опросом. Инструмент - четыре вопроса с бинарными ответами «иә»/«жоқ». Язык анкет - казахский. Содержание вопросов:

1)   Повышается ли желание изучать физику, когда разрешают создавать рисунки, схемы и визуальные образы вместо сухого текста?

Сабақ барысында құрғақ мәтіннің орнына сурет, сызба немесе визуалды бейнелер жасауға рұқсат берілген кезде, физиканы тереңірек түсінуге және үйренуге деген ниетіңіз арта ма?

2)    Хотели бы вы продолжить/попробовать использовать рисование на уроках физики?

Физика сабақтарында сурет салуды жалғастырғыңыз келе ме/қолданып көргіңіз келе ме?

3)    Увеличился ли интерес к физике и стремление заниматься ею за последнее время?

Соңғы уақытта физика пәніне деген қызығушылығыңыз бен оны оқуға деген ынтаңыз артты деп ойлайсыз ба?

4)    Помогает ли (или помогло бы при частом применении) рисование физических явлений лучше понимать предмет?

Физикалық құбылыстарды сурет арқылы бейнелеу (немесе ол жиірек қолданылған жағдайда) бұл пәнді жақсырақ түсінуге көмектесе ме?

Перед заполнением школьникам поясняли формулировки. Оба учителя во время опроса находились в классе.

Статистическая обработка: по каждому вопросу строилась таблица сопряжённости 2×2. Для сравнения распределений применялся точный критерий Фишера. Расчёты выполнялись отдельно для каждого вопроса без поправки на множественные сравнения. Уровень значимости α = 0,05.

Этические аспекты. Вмешательство имело минимальный характер и полностью укладывалось в учебный план. Участники о факте эксперимента не информировались, чтобы избежать искажений. Администрация школы была осведомлена о проведении практики и одобряла занятия с элементами визуализации. Название школы и личные данные учеников не раскрываются.

Результаты.

Результаты.

Расчет вероятности конкретной таблицы выглядит следующим образом (Таблица 1):

Таблица 1 - Построение таблицы сопряженности

 P =(a + b )! (c + d)! (a + c)! (b + d)! / n! a! b! c! d!

P-value - это вероятность того, что обнаруженная разница в ответах между вашими группами случайна.

Первый вопрос выяснял, пробуждается ли желание глубже изучать физику, когда на уроке разрешают рисовать схемы и образы вместо сухого текста. В экспериментальной группе (ЭГ) положительный ответ дали 15 из 17 (Рисунок 1), в контрольной (КГ) - 19 из 24 (Рисунок 2). Цифры близкие. P = 0,68 (Таблица 2). Никакой значимой разницы. И это, кстати, говорит о том, что сама идея визуализации симпатична почти всем семиклассникам, независимо от того, пробовали они её на физике или лишь представили.

Рисунок 1.  Влияние рисования на интерес к физике (ЭГ)

Рисунок 2.  Влияние рисования на интерес к физике (КГ)

Таблица 2 - Таблица сопряжённости о желании изучать физику при использовании рисунков и визуальных образов

Второй вопрос: 15 «да» в 7 «Г» (Рисунок 3) и 20 «да» в 7 «В» (Рисунок 4). P = 1.00 (Таблица 3). Контрольная группа, ни разу не рисовавшая на физике в рамках эксперимента, хочет попробовать метод почти в полном составе.

 Рисунок 3. Готовность использовать рисование на уроках физики (ЭГ)

Рисунок 4. Готовность использовать рисование на уроках физики (КГ)

 Таблица 3 - Таблица сопряжённости для оценки намерения продолжить или попробовать рисование на уроках физики

Третий вопрос замерял субъективный сдвиг: вырос ли интерес к физике за последнее время. 10 из 17 в экспериментальной сказали «да» (Рисунок 5), в контрольной - 16 из 24 (Рисунок 6). P = 0,75 (Таблица 4). Разницы опять нет. Интерес рос в обеих группах независимо от рисования.

Рисунок 5. Динамика интереса к физике (ЭГ)

Рисунок 6. Динамика интереса к физике (КГ)

Таблица 4 - Таблица сопряжённости об изменении интереса к физике и стремления её изучать

Четвёртый вопрос. В 7 «Г» утвердительно ответили 10 человек (Рисунок 7), в 7 «В» - всего 4 (Рисунок 8). Двусторонний точный тест Фишера даёт P = 0,024 (Таблица 5). При стандартном α = 0,05 различие статистически значимо. Ученики, которые реально рисовали на уроках, больше выбирали положительный ответ, что рисование работает для понимания физики. В контрольной группе только 4 из 24 допускают, что рисование могло бы помочь.

Рисунок 7. Вклад рисования в понимание физики  (ЭГ)

Рисунок 8.  Вклад рисования в понимание физики  (КГ)

Таблица 5 - Таблица сопряжённости о пользе рисования для лучшего понимания физики

Распределение ответов «да» по вопросам в экспериментальной и контрольной группах (Таблица 6)

Таблица 6 – Сравнение распределений ответов экспериментальной и контрольной групп с использованием точного критерия Фишера

Обсуждение.

Обсуждение. Единственное статистически значимое различие между группами получено по вопросу о том, помогает ли рисование лучше понимать и любить физику (p = 0,024). В экспериментальной группе утвердительный ответ дали 10 из 17, в контрольной - 4 из 24. По остальным трём вопросам распределения практически совпали, ни одно сравнение не достигло порога значимости.

В экспериментальной группе рисунки оценивались. Нетрудное, интересное задание давало хорошую отметку, а это неизбежно формировало позитивное отношение к самому методу. Учащиеся могли приписывать рисованию пользу не столько из-за когнитивного облегчения, сколько из-за эмоционального подкрепления успехом.

Отсутствие значимых различий по вопросу о росте интереса к физике за последнее время можно объяснить действием общего для обеих групп фактора. Занятия вёл новый преподаватель-практикант, что само по себе могло временно оживить интерес к предмету. Также опрос проводился ближе к окончанию учебного года - период, когда мотивация часто меняется. Эти внешние влияния, вероятно, замаскировали возможное воздействие рисования на общий интерес.

В проведенном эксперименте ограничений несколько. Выборка мала, группы не случайные, предварительное тестирование не проводилось. Инструментом служил простой бинарный опросник без возможности уловить нюансы. Всё перечисленное сужает возможность широких обобщений.

Заключение.

Заключение. Рисование в тетради на физике, похоже, влияет на ощущение пользы от процесса. Ученики из 7 «Г», которые рисовали, чаще соглашались с тем, что это помогает понимать и не терять интерес к предмету. А вот по остальному - хотят ли дальше так работать, стал ли интерес к физике вообще выше - оба класса отвечали почти одинаково. Особой разницы в группах не замечалось.

Чтобы раскрыть эту тему полностью, нужно провести аналогичные эксперименты и в других классах, то есть в 8 и даже в старших. Сравнение полученных  результатов  поможет  узнать  только  ли  у  семиклассников наблюдаются подобные данные или результаты будут схожими. Если взять параллель постарше и устроить такую же работу, то можно будет составить таблицы по классам и увидеть, универсальный ли данный метод или возрастной.