Проблемное обучение на уроках физики
Амирова Н.Г. учитель физики.
В одной из распространенных концепций проблемное обучение рассматривается как система правил применения ранее известных приемов учения и преподавания, построенная с учетом логики мыслительных операций и закономерностей поисковой деятельности учащихся. Согласно современной концепции образования выделим некоторые методологические основания нового воспитания:
-
отношенческий подход провозглашает основным содержанием воспитания систему отношений к миру и жизни
-
деятельностный подход указывает на единственно возможный путь формирования личности - на активную деятельность самого ребенка.
Их формирование предполагает определенные знания детей о мире и умения взаимодействовать с окружающим миром. “Знания”, “умения” и “отношения” как содержательные слагаемые воспитательного процесса не есть сумма равноценных слагаемых, они находятся в определенной взаимосвязи и соподчинении.
Зная о ценностях жизни, умея взаимодействовать с ценностным миром, высоко оценивая этот мир, развивающийся человек ежемоментно ориентируется на окружающие его ценности и содействует их утверждению в реальной жизни.
Суть воспитания – в отношениях к миру, которые обеспечиваются знаниями о мире и умениями взаимодействовать с миром.
Я считаю, что физика один из тех предметов, который может реализовать данные подходы на своих уроках, а проблемное обучение поможет достигнуть главной цели воспитания и обучения.
Основное различие между проблемным и традиционным обучением усматривают в целях и принципах организации учебного процесса.
Цель проблемного обучения – усвоение не только основ науки (как в сложившемся типе обучения), но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие познавательных и творческих способностей школьника. В основе организации проблемного обучения лежит принцип поисковой, учебно-познавательной деятельности ученика, т. е. принцип “открытия” им научных фактов, явлений, законов, методов исследования и способов приложения знаний на практике.
Вместе с тем проблемное обучение нельзя представить, как непрерывную цепь самостоятельных “открытий” учащимися новых законов, явлений. Оно предполагает оптимальное сочетание репродуктивной и творческой деятельности школьников по усвоению системы научных понятий и методов исследования, способов логического мышления. При проблемном обучении не исключается объяснение учителя и решение учениками тренировочных задач и упражнений для выработки необходимых умений и навыков. Проблемное обучение, как и любой другой метод преподавания, не универсально, однако оно представляет собой важную составную часть современной системы обучения.
Как тип обучения, проблемное наиболее соответствует духу развивающего обучения, задаче развития творческих способностей и познавательной самостоятельности учащихся, превращения их знаний в убеждения, что обусловило довольно широкое его применение на уроках физики.
При проблемном обучении учитель физики, излагая материал и объясняя наиболее сложные понятия, систематически создает на уроке проблемные ситуации и организует учебно-познавательную деятельность школьников так, что они на основе анализа фактов, наблюдения явлений (при демонстрационном или фронтальном эксперименте) самостоятельно делают выводы и обобщения, формулируют правила, понятия, законы, применяют имеющиеся у них знания в новой ситуации.
Таким образом, проблемное обучение начинается с создания проблемной ситуации – главного средства активации мыслительной деятельности школьников и проходит затем основные этапы: формирование проблемы, нахождение способов ее решения, решение проблемы, формулирование выводов, подведение итогов.
Сущность проблемной ситуации составляет несоответствие между уже усвоенными знаниями, умениями и теми фактами и явлениями, которые необходимо объяснить. Не всякая проблемная ситуация становится учебной проблемой, хотя каждая проблема содержит проблемную ситуацию. К примеру, вопрос учителя: “Чем объясняется поверхностное натяжение в жидкостях?”, заданный семиклассникам, создает проблемную ситуацию, но поиск ответа им еще недоступен, и она переходит в учебную проблему, решение которой возможно лишь в 10 классе. Трудности анализа проблемной ситуации должны быть посильными для учащегося, и у него должно возникать желание преодолеть их, между тем решение проблем не сразу доступно всем школьникам.
Важный и ответственный этап проблемного обучения – создание проблемной ситуации. Главным средством для этого служат проблемные вопросы, однако, на уроках физики с этой целью можно использовать демонстрационный и мысленный эксперимент, фронтальные опыты, экспериментальные задачи и т.д. Для успешной постановки проблемы, она должна содержать познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызвать чувство удивления при сопоставлении нового с неизвестным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков. Проблемный вопрос должен содержать противоречивость информации и вызывать необходимость и желание сравнивать, рассуждать, анализировать данные, обобщать их, т. е. искать закономерность. Так, например: “Почему тонет брошенный в воду гвоздь, а тяжелое судно плавает?” будет проблемным, а вопрос: “Почему тела плавают?” будет информационным, поскольку он требует для ответа лишь знаний.
Таким образом, я считаю, что создание проблемных ситуаций на уроках, делает урок более значимым, так как это следует логике процесса научного познания.
Ф – Г – М – Э (факты – гипотеза – модель – эксперимент)
Предметные знания, сами по себе, по моему убеждению, являются “мертвым грузом”, который в дальнейшей жизни не используется учениками, а умение выдвигать гипотезы, решать проблемы дает возможность гармонично сосуществовать с окружающей средой.
Деятельность учителя по использованию проблемных ситуаций на уроках физики:
а) при объяснении нового материала.
Рассмотрим пример создания проблемной ситуации на уроке физики по теме “Диффузия” в 7 классе.
Учащимся предлагается определить скорость диффузии запаха в помещении и сравнить ее со скоростью движения молекул, которая сообщается ученикам. Скорость молекул примерно
400 м / с, она соизмерима со скоростью пули.
После расчета скорости диффузии учащиеся получают результат: примерно 25 см /с. Для расчета им необходимо вспомнить, как рассчитать скорость, зная путь и время. Возникает проблема: почему скорость диффузии много меньше скорости молекулы? Учащиеся выдвигают свои гипотезы и пытаются объяснить данный факт, используя первоначальные сведения о строении вещества.
В данной ситуации учитель может подвести к правильным выводам не напрямую, а косвенно, проведя аналогию: представьте себе, что каждый из вас молекула и вам надо преодолеть расстояние от одной стены до другой, сначала вы делаете это в пустом помещении, а затем с преградами (молекулами), которые совершают хаотичное движение. После обсуждения данной проблемы совместными усилиями приходим к выводу о том, что молекула запаха преодолевает столкновения и взаимодействия с другими молекулами, при этом теряя скорость.
б) при использовании физического эксперимента.
Рассмотрим пример создания проблемной ситуации на уроке физики “Плавание тел” в 7 классе.
Перед учащимися находится три сосуда с жидкостью, в которых помещены три одинаковых тела,
например, яйца: в первом сосуде тело плавает на поверхности, во втором находится внутри жидкости, в третьем тело на дне.
Вопрос: Почему одно тело ведет себя по-разному? От каких факторов зависит поведение тела в жидкости?
Учащиеся предлагают много версий, но не все они отражают суть, поэтому сами учащиеся выбирают из всех самые доказательные. Так как, во всех случаях тела одинаковые, то можно сразу исключить параметры тела, остается жидкость, следовательно, условия плавания связаны с жидкостью.
Таким образом, зная о существовании силы тяжести и силы Архимеда, учащиеся приходят к выводу о соотношении этих сил, а так же связывают это с плотностью тел и жидкости. На доске делаем чертеж данного опыта и подбираем соотношение сил, после каждого рисунка делаем вывод: тело тонет, если…и т.д.
в) при проведении фронтальной лабораторной работы
Проблемные вопросы исследовательского характера можно поставить на уроке физики по теме “Сила трения” в 7 классе.
Перед учащимися ставится вопрос: От каких факторов зависит сила трения? Для того, чтобы решить эту проблему, учащимся необходимо самостоятельно предложить ход работы и выбрать необходимое оборудование.
Учащиеся уже знакомы с измерением силы трения с помощью динамометра, поэтому они предлагают параметры, от которых зависит сила трения:
масса тела (т.е. брусок необходимо нагружать)
поверхность, по которой движется брусок (это может быть дерево, обложка тетради, поверхность книги, пол-линолиум, линейка и т. д.)
После проведения данного эксперимента учащиеся делают вывод: “ сила трения зависит от…”
г) при использовании мысленного эксперимента.
На уроке по теме: “ сопротивление проводника” учащиеся должны четко представлять, от каких параметров зависит сопротивление.
Ученики предлагают различные параметры и логику своих рассуждений. Например:
от длины проводника
Учащиеся должны хорошо понимать, что для того чтобы найти зависимость от какого либо параметра, необходимо остальные параметры уровнять.
Чем больше длина, тем большее сопротивление приходиться преодолевать электронам при прохождении по проводнику, следовательно, R1>R2
Следовательно, сопротивление прямо пропорционально длине
от толщины, от рода проводника.
Таким образом, учащиеся, имея теоретические данные, смогли предположить результат эксперимента и сделать вывод.
Диагностическая деятельность учителя рассматривается как процесс, в ходе которого он систематически наблюдает за учащимися, проводит анкетирование, беседы и др., обрабатывает и анализирует их с целью повышения эффективности образования.
Поэтому в процессе обучения очень важно формулировать и решать такие задачи, которые являются значимыми с точки зрения ученика.
Недостаток традиционного обучения состоит в том, что в основном ученикам приходится отвечать на вопросы, которые они сами задавали.
Мне кажется, что проблемное обучение помогает организовать учебный процесс таким образом, что учащиеся могут сами задавать вопросы и находить на них ответы самостоятельно или с помощью учителя.
Поскольку мы рассматриваем адаптацию к окружающей среде только в процессе обучения физике, то ограничимся только рукотворной средой, которую называют техникой.
Приведем некоторые средства достижения целей адаптации: объяснение природных физических явлений, знакомство с принципом работы бытовых приборов, лабораторные работы, дискуссии, изготовление физических приборов, физико-технические кружки, экскурсии на производство, вечера, полевые физические практикумы и т.д.
Особую сложность вызывает подбор соответствующих методов для оценки уровня обучаемости и адаптации школьников к окружающей среде. В данной ситуации можно воспользоваться методикой диагностики эффективности обучения физике по методу решетки Дж. Келли.
Тестирование с применением решетки Келли может проводиться, как индивидуально, так и коллективно.
Предлагаемая форма тестирования отличается от традиционного контроля знаний и позволяет выявить:
- уровень обученности(знание основных физических понятий)
- уровень обучаемости (овладение методами познания и учебно-познавательными умениями)
- уровень адаптации к окружающей среде.
Я считаю, что создание проблемных ситуаций на уроках физики, позволят повысить интерес школьников к изучению физики, уровень обученности и умении решать возникающие проблемы.
Чтобы успешно жить, необходимо постоянно познавать и активно действовать. Познание окружающей школьника среды – основа жизни как настоящей, так и последующей. Именно по характеру взаимоотношений учащихся с людьми, природой и техникой можно сделать вывод об уровне физического образования человека, о его компетентности.
Решение задач как творческий процесс.
Известно, что решение задач для учащихся является едва ли не самым сложным процессом при изучении физики. Мало того, что сам по себе он весьма трудоемкий, но и методика обучения порой такова, что эта учебная деятельность не вызывает интереса у учащихся.
Проанализировав данные анкет учащихся 7, 8, 11 классов было выявлено, что у 74% семиклассников, 60% восьмиклассников и 65% одиннадцатиклассников наибольшие трудности вызывает процесс решения задач.
Поэтому в дальнейшей деятельности я могу попытаться сделать процесс решения задач более увлекательным и творческим.
Для этого необходимо не только обучать школьников решению задач, но и развивать умение самим составлять задачи.
Необходимо создать условия, при которых ученик будет испытывать удовольствия от обучения. Когда человек становится автором своей задачи и его задача предлагается для решения другим, то возникает желание испытать чувство авторства, которое является прекрасным стимулом для поддержания интереса к решению задач.
Формировать умение составлять задачи необходимо с решения простых задач, осуществляя перенос искомой величины, при этом, не меняя условие задачи.
Рассмотрим пример творческого процесса при обучении учащихся решению задач по теме: “Механическое движение” в 7 классе.
Задача: Автобус движется по дороге со скоростью 72 км/ч в течение 2 часов. Какой путь он пройдет?
Данная задача не вызывает затруднений у учащихся, после решения им предлагается изменить условие, что бы искомой величиной была скорость или время.
Далее предлагается ребятам заменить объект движения в задаче, исходя из реальной ситуации. Для этого учащиеся могут воспользоваться таблицей скоростей в учебник.
Далее предлагается ребятам заменить объект движения в задаче, исходя из реальной ситуации. Для этого учащиеся могут воспользоваться таблицей скоростей в учебнике.
Чаще всего в качестве объектов движения они выбирают зверей.
Такая работа была предложена моим учащимся в 7классе.
Пример:
Статус бежит по пустыне со скоростью 79,2 км/ч. Сколько время ему понадобится, чтобы пробежать всю пустыню, если ее протяженность 594000м
Луна вокруг Земли вращается со скоростью 1000 м/c. Какое расстояние она пройдет за 8 секунд?
Мальчик увидел в комнате муху и решил определить, сколько метров она пролетел, если ее скорость 5 м/c, а летела она 1 минуту?
На следующем этапе задачи предлагается видоизменить, усложнить.
Например: догонит ли волк зайца, если его скорость…
После таких упражнений начинает активизироваться воображение учащихся и тогда полезно предложить формулировать задачу в форме рассказа, сказки, поэмы и т.д.
Опора на эмоциональные процессы развитие творческих сил, воображения, волевых усилий при преодолении трудностей позволяет ученику достигнуть хороших результатов.
Я считаю, что данная совместная деятельность позволяет мне выполнить следующие функции:
- развитие различных умений (формирование условия задачи, осуществление постепенного перехода от простого к сложному, обобщение типов задач, отражение в задачах явлений окружающего мира)
- преодоление чувства страха перед задачей (сам придумал, сам решил)
- развития мотивационной сферы учащихся
Список литературы.
Аркуша М. И. Элективный курс “Энергетика и окружающая среды” (физика, экология) 11 класс Волгоград, 2006 г.
Балашов М. М. О природе 7 класс М. Просвещение, 1991
Балашов М. М. О природе 8 класс М. Просвещение, 1991
Бугаев А. И. Методика преподавания физики в средней школе М. Просвещение, 1981
Галтерштейн Л. Я. Занимательная физика М. Росмен, 1998
Занимательные опыты и эксперименты (Ола Француа , Дюпре Жан-Поль, Жибер Анна-Мария, Леба Патрик, Лебьом Джоель) М. Айрис Пресс. 2006
Зуев П. В. Повышение уровня физического образования в процессе обучения школьников УрГПУ Екатеринбург, 2000
Зуев П. В. Простой физический эксперимент как средство формирования естественнонаучных умений у учащихся Свердл. обл. ИУУ, Екатеринбург, 1992
Ланина И. Я. Не уроком единым. Развитие интереса к физике М. Просвещение, 1991
Майкл ди Специо Занимательные опыты. Свет и звук. Электричество и магнетизм М. Аст Астрель, 2006
Махмутов М. И. Организация проблемного обучения в школе М. Просвещение, 1977
Нормативно-правовые и концептуальные документы о развитии образования