ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ И ЕЕ ВЫДВИЖЕНИЮ НА УРОКАХ ФИЗИКИ.
ПУТИ И СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ НА УРОКАХ ФИЗИКИ.
Андросова В.Ф., учитель физики
филиала МБОУ СОШ с. Тербуны
в с.Березовка
Задача улучшения общеобразовательной подготовки учащихся неотделима от вопросов активизации процесса учения и развития познавательной самостоятельности обучающихся. Совершенствование учебного процесса предполагает прежде всего повышение эффективности урока как основной формы организации учебной и воспитательной работы в школе. Современный урок должен быть развивающим и воспитывающим, активизирующим мышление учащихся. Основным направлением реализации принципа развивающего обучения считается проблемное обучение.
Тема « ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ И ЕЕ ВЫДВИЖЕНИЮ НА УРОКАХ ФИЗИКИ. ПУТИ И СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ НА УРОКАХ ФИЗИКИ» интересна для меня по многим причинам. В настоящее время возникло противоречие между большим количеством информации, которую должны усвоить учащиеся, и ограниченным сроком обучения. Это вызывает необходимость постоянного совершенствования учебного процесса. Учащиеся должны не просто получить определенный объем знаний, но и получить развитие на уроках, овладеть различными мыслительными операциями сравнения, анализа, синтеза, обобщения. Поэтому одной из главных задач обучения становится развитие творческого мышления.
Создание проблемных ситуаций на уроках, их анализ, активное участие учеников в поиске путей решения поставленной учебной проблемы возбуждает мыслительную активность обучаемых и поддерживает глубокий познавательный интерес.
На протяжении нескольких лет в своей работе использую метод проблемного обучения. Стараюсь планомерно включать строго продуманную систему специально организованных и последовательно разрешаемых проблемных ситуаций по каждой теме с учетом индивидуальных возможностей в каждом классе. Применяю сочетание приема выдвижения гипотез с экспериментальными исследованиями, эвристическую беседу, проблемное изложение материала, делаю попытки использовать исследовательский метод на уроках физики, но он требует больших временных затрат.
Считаю, что одним из важнейших достоинств проблемного обучения является возможность для возникновения, поддержания и дальнейшего развития положительных мотивов учебной деятельности.
Анализ педагогической, психологической, методической литературы, практика работы учителей, личный опыт и специально поставленный эксперимент дают нам возможность выдвинуть некоторые требования к созданию проблемных ситуаций на уроках физики:
1. Учебная проблема должна быть связана с изучаемым материалом естественным путем, вытекать из логики познавательного процесса. Например, приступая к изложению темы «Строение вещества» в 7 классе, учитель после краткой беседы о том, что физические тела занимают определенный объем, обращается к учащимся с вопросом: «В две одинаковые мензурки наливаем по 40 см3 спирта и воды. Какой объем должна занять смесь, если содержимое двух мензурок слить в одну мензурку?». Учащиеся без колебаний отвечают, что смесь должна занять объем 80 см3. Затем учитель демонстрирует опыт: после смешения воды и спирта объем смеси стал меньше по сравнению с суммой их объемов до смешения.
Как объяснить наблюдаемое явление? Почему так произошло? Эксперимент кажется парадоксальным. Возникла проблемная ситуация, которая способствует выдвижению учащимися предположения. Далее учитель говорит, что для ответа на этот вопрос необходимо знать внутреннее строение вещества. 2. Проблемы должны представлять познавательную трудность, которая вытекает из объективных противоречий, свойственных изучаемому материалу. На весах уравновешивается сосуд с водой. «Нарушится ли равновесие весов, если в сосуд опустить одним концом предмет, держа другой его конец в руке?» — спрашивает учитель. «Весы останутся в равновесии, так как предмет, введенный в сосуд, нельзя рассматривать как лишнюю нагрузку; его вес не действует на чашу весов»,— предполагают учащиеся. Опыт не подтверждает их предположения. Возникает противоречие между практически достигнутым результатом и отсутствием у учащихся теоретического обоснования.
3. Проблемы должны быть посильными, т.е. не слишком трудными для решения, иначе они не вызовут интереса и учащиеся попытаются просто обойти их. Они не должны быть и слишком легкими, подсказывающими: легкие проблемы быстро решаются и недостаточно активизируют мыслительную деятельность учащихся. Так, после изучения темы «Ареометры» учитель обращается к классу: «Ученик сказал, что космонавтам придется изменить шкалу (увеличить деление в 6 раз) земного ареометра, если им придется пользоваться на Луне, так как сила тяжести там в 6 раз меньше, чем на Земле. Правильно ли ответил ученик?». Поиск решения проблемы начинается с живейшим интересом.
4. Проблемный вопрос обязательно должен показывать учащимся недостаточность имеющихся знаний, побуждать высказывать новые идеи: при изучении темы «Электромагниты» учащиеся видели, что усилить магнитное поле можно введением внутрь катушки, по которой проходит ток, железного сердечника. Если же ввести стальной сердечник, то он после выключения тока приобретает свойства магнита. Получается магнит. У него два полюса, как и у катушки с током. «Как объяснить существование магнитного поля вокруг постоянных магнитов? Ведь раньше мы установили, что источником магнитного поля является электрический ток?». На этот вопрос ученики ответить не смогут — нужны новые знания.
5. Проблемные вопросы должны опираться на прежний опыт и знания учащихся, направлять их мысль на актуализацию тех знаний, которые необходимы для решения проблемы. Вопросы должны иметь логическую связь с ранее усвоенными понятиями и представлениями. Например, при изучении вопроса о величине силы, выталкивающей тело из жидкости, учитель обращает внимание учащихся на рисунок: в воду опущены конус и цилиндр равного объема. Вершина конуса и верхнее основание цилиндра находятся на одинаковой глубине. Одинаковая ли выталкивающая сила действует на эти тела? Учащиеся выдвигают гипотезы. Возникает проблемная ситуация, созданная познавательной задачей с опорой на ранее приобретенные знания.
6. Основным своим содержанием проблема должна давать направление познавательному поиску, указывать направление путей ее решения. Проблема должна содержать возможность последовательного ее членения, развертывания в вопросы, каждый из которых может являться ступенью в решении проблемы. При изучении электрических свойств диэлектриков и полупроводников такой проблемой может служить качественная задача: «Кристаллическая решетка алмаза существенно отличается от кристаллической решетки графита. Хотя кристаллы алмаза и графита построены из одинаковых атомов углерода, их электропроводность резко отличается: удельное сопротивление алмаза в 1018—1020 раза превышает удельное сопротивление графита. Можно сделать вывод: электрические свойства твердых тел зависят от строения кристаллической решетки. Но, с другой стороны, кристаллические решетки типичных полупроводников кремния и германия по геометрическому строению ничем не отличаются от кристаллической решетки алмаза, а удельное сопротивление кремния в 1011—1012 раза меньше, чем у алмаза. Как же объяснить эти факты?». 7. Проблемные вопросы должны оказывать воздействие на эмоциональное состояние ученика, заинтересовать его содержанием учебного материала, побуждать к активной деятельности. Чтобы познавательная задача заинтересовала учащихся, при постановке учебных проблем необходимо всемерно использовать элементы новизны, занимательности. Новизна и занимательность материала должны развивать, дополнять или противоречить старому и быть интересным, благодаря чему позволяет войти в любую ассоциацию с тем, что уже известно.
Успех проблемных уроков в значительной мере определяется умением учителя правильно формулировать проблемные вопросы. Проблемные ситуации создаются разнообразными путями. От выбора конкретного методического приема создания проблемной ситуации зависит удачное формулирование учебной проблемы, что в свою очередь определит уровень проблемности урока.
На основе анализа литературы, опыта передовых учителей и личного опыта можно предложить различные пути создания проблемных ситуаций на уроке физики. Условно их можно разделить на две группы: словесные и с использованием технических средств и физических приборов. К словесным способам относятся: вступительное слово учителя перед изучением нового материала, беседа с учащимися, опора на жизненный опыт учащихся, использование межпредметных связей, материалов научно-популярной литературы, вопросов истории физики и техники. К способам создания проблемных ситуаций с использованием ТСО и физических приборов относятся: демонстрационный эксперимент учителя, экспериментальные задачи, исследовательские задания, разнообразные ТСО и детские игрушки. Эффективность этих приемов проверена на практике в течение многих лет. Некоторые из них носят универсальный характер, другие употребляются реже, но пренебрегать ими нельзя, ибо каждый из них служит отдельным дидактическим целям. Только широкое использование разнообразных путей и способов создания проблемных ситуаций способствует осуществлению полнокровной методической системы проблемного обучения. Рассмотрим эти приемы.
1. Вступительное слово учителя и беседа с учащимися с целью создания проблемной ситуации. Изучение нового материала на каждом уроке обычно начинается с вводного слова учителя или беседы с учащимися. Этот этап должен быть посвящен не только объявлению предстоящей к изучению темы и постановке цели урока, а использован для создания проблемной ситуации. Вопросы учителя, вызывающие проблемную ситуацию, должны отвечать следующим требованиям:
ориентировать учащихся на высказывание собственного мнения, суждения или предположения;
требовать самостоятельных ответов по ранее изученному или знакомому материалу;
побуждать учащихся к анализу фактов, сравнению, сопоставлению, раскрытию связей, выводов и обобщений.
Так, например, учитель обращается к классу: «При одной и той же температуре средняя кинетическая энергия движения молекул всех веществ одинакова: Почему же при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении железо находится в твердом, вода в жидком, а кислород в газообразном состоянии?» (10 кл.). Используя противоречия между имеющимися у учащихся представлениями о каком-либо явлении и действительным его содержанием, учитель создает проблемную ситуацию специальными методическими приемами:
столкновением учащихся с жизненными явлениями, фактами, требующими теоретического обоснования;
созданием жизненной ситуации путем организации практической работы учащихся. Учащиеся от наблюдения конкретного явления самостоятельно приходят к обобщениям; побуждением учащихся к анализу жизненных явлений с целью выдвижения проблемного вопроса.
Такие вопросы учителя, как: «Почему дрова зимой колются хорошо?» (10 кл.) «Почему железные предметы кажутся на ощупь холоднее, чем деревянные, хотя температура окружающего воздуха одинакова?» (Теплопроводность, 8 кл. ) «В холодильнике или в комнате быстрее отстоятся сливки от молока?» (Скорость движения молекул и температура тела, 7 кл.) «Весной нередко приходится наблюдать, как в садах разводят костры. В какое время суток их обычно разводят и для чего?» (Изменение агрегатных состояний вещества, 10 кл.) и другие являются для учащихся проблемными. Они активно включаются в поиск ответа на вопросы, требующие теоретического обоснования. Таким образом учитель подводит учащихся к установлению связей между новым материалом и их жизненными представлениями.
3. История физики и техники является хорошим источником для создания проблемных ситуаций на уроках физики. Удачно подобранные исторические факты на уроках физики ценны тем, что они формируют мировоззрение учащихся, способствуют развитию устойчивого интереса к предмету.
Использование конкретных исторических фактов, биографий ученых и истории развития физических идей, принципов и теорий позволяет показать учащимся, как эволюционировали современные научные взгляды с той целью, чтобы научные истины не казались установленными раз и навсегда в том виде, как их изучают.
Для создания проблемных ситуаций наряду с подлинно историческими сведениями возможно использование и исторических легенд. Они воспринимаются легко и активизируют познавательную деятельность учащихся.
Например, при изучении темы «Атмосферное давление» учитель сообщает учащимся о том, как герцог в садах Флоренции задумал построить фонтаны. Фонтаны не работали, так как вода не поднималась до отверстия, из которого должна была вытекать, как бы энергично ни работали насосы. В чем причина этого? Другой пример. Царь Герон задал знаменитому Архимеду задачу: не разрушая венца, определить, сколько в нем золота и сколько серебра.
4. Для создания проблемной ситуации в ряде случаев можно использовать отрывки из научно-популярных книг. Отрывки из научно-популярных произведений на проблемном уроке могут быть использованы при изучении нового материала и при составлении проблемных задач для его закрепления. Например, в 9 классе перед изучением темы «Импульс тела» проблемная ситуация возникает после чтения учителем отрывка из «Занимательной физики»: артист ложится на землю, на грудь его ставят тяжелую наковальню, и двое силачей со всего размаха ударяют по ней увесистыми молотами. Как может живой человек выдерживать без вреда для себя такое сотрясение? При изучении темы «Магнитное поле Земли. Компас» учитель может использовать эпизод из романа Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан», где описывается, как злоумышленник Негеро незаметно подложил под судовой компас железный брусок, в результате чего корабль вместо Америки попал в Африку.
— Почему корабль сбился с правильного курса?
Использование научно-популярной литературы для создания проблемных ситуаций стимулирует работу творческой мысли учащихся, приобщает их к научным проблемам современности и расширяет их кругозор.
5. Использование межпредметных связей для создания проблемной ситуации. Постановке проблемы перед учащимися во многом способствует обращение к материалам смежных предметов. Для использования межпредметных связей нужно перед изучением темы выделить опорные межпредметные понятия. Знание их позволяет спланировать создание проблемных ситуаций для системы уроков по теме, произвести разбивку темы на уроки, определить уровни проблемности и формы организации урока.
Перед изучением, например, темы «Конвекция» в 8 классе проблемная ситуация создается с опорой на знания учащихся по природоведению, географии: «Объясните, почему перед ненастной погодой во всех топках ухудшается тяга и дым из дымоходов не поднимается вверх, а стелется над землей?» Интенсивная мыслительная работа учащихся по решению поставленной проблемы приводит к более осознанному и глубокому пониманию сущности физического явления.
6. Создание проблемной ситуации с помощью демонстрационного эксперимента. Демонстрационный эксперимент очень ценный, специфичный для физики путь создания проблемной ситуации, который таит в себе очень богатые познавательные возможности. Проблемная постановка демонстрации делает процесс изучения предмета содержательнее и глубже. Поэтому при любой возможности ею нужно пользоваться.
Демонстрационный эксперимент в проблемном обучении может выступать как источник проблемных ситуаций и как метод разрешения этих ситуаций. Например, при изучении темы «Равновесие сил на рычаге» демонстрируется опыт: на нити подвешивается толстая медная проволока так, что она находится в равновесии в горизонтальном положении. «Останется ли тело в равновесии, если одну половину проволоки согнуть пополам?» — спрашивает учитель. Учащиеся высказывают мнение, что тело останется в равновесии, так как вес проволоки не изменился. Продолжение опыта не подтверждает этого мнения. Здесь эксперимент является способом создания проблемной ситуации и способствует активному познавательному поиску при ее решении.
Демонстрационный эксперимент в ряде случаев целесообразно применять для решения проблемы, возникшей в ходе беседы. Например, при изучении темы «От чего зависит сила трения» в 7 классе проблема создается путем выдвижения близкой учащимся по жизненному опыту задачи: требуется перетащить волоком по полу тяжелый брус прямоугольной формы. Как его легче тянуть: поставив на ребро или положив плашмя? Учащиеся высказывают различные мнения. Для решения возникшей проблемы демонстрируют опыт, результат которого убеждает, что сила трения не зависит от площади соприкосновения трущихся поверхностей. В этом случае эксперимент опирается на предварительное теоретическое предположение учащихся и служит для проверки этого предположения, на основе имеющихся знаний.
7. Постановка проблемы с помощью экспериментальных задач. Постановка экспериментальных задач показывает учащимся физические законы в действии. Представленные в занимательной форме экспериментальные задачи полностью отвечают целям и задачам проблемного обучения и решаются специфическими физическими методами. Каждая экспериментальная задача требует особого метода, новых приборов и установок для своего решения.
Экспериментальная задача как способ создания проблемной ситуации может быть использована и при объяснении нового материала, и при его закреплении, и как проблемное домашнее задание. Например, при изучении темы «Плавание тел» в 7 классе для создания проблемной ситуации учитель использует экспериментальную задачу: на демонстрационном столе два детских ведерка. Оба наполнены до краев водой, но на поверхности одного ведра плавает деревянный брусок. Какое из этих ведер тяжелее? Большинство учащихся высказывает мнение, что ведро с водой, на поверхности которой плавает деревянный брусок, тяжелее. А эксперимент показывает, что они весят одинаково. В чем же дело?
Возникает проблемная ситуация. Решение этой задачи приводит к усвоению закономерностей плавания тел.
8. Создание проблемной ситуации исследовательскими заданиями. Выполнение исследовательских заданий в проблемном обучении приводит учащихся к исследовательскому методу обучения. Применение этого способа создания проблемных ситуаций может надлежащим образом обеспечить формирование исследовательских умений и навыков у учащихся. В проблемной ситуации исследовательские задания как бы вытекают из личных познавательных побуждений ученика и вызывают его активную поисковую деятельность, направленную на разрешение познавательной проблемы. При этом он осуществляет самостоятельные «открытия» путем постановки опытов, сбора фактов, анализа и обобщения знаний.
При изучении вопроса «Расчет сопротивления проводника» учащимся раздаются специально подготовленные комплекты проводников (одной длины, из одинакового материала, по разного сечения; одного и того же сечения и материала, но разной длины; одной и той же длины и сечения, но из различных материалов) и ставится вопрос: «Как проверить, от чего зависит сопротивление проводника?»
Учащиеся предлагают ввести в цепь проводник и измерить силу тока в ней, а затем заменить проводник другим из того же материала и того же сечения, но другой длины и вновь измерить силу тока в цепи. Они проделывают опыт и записывают результаты. Аналогично исследуется зависимость сопротивления проводника от его материала и сечения. На основании данных, полученных в эксперименте, учащиеся приходят к нужным выводам.
9. Технические средства обучения широко используются на уроках физики для создания проблемных ситуаций. Проблемные ситуации с помощью экранных пособий могут быть созданы в следующих случаях: а) когда для выдвижения проблемы нет натуральных объектов, или они удалены, или очень велики; б) когда нужно оживить жизненный опыт учащихся, для конкретизации и актуализации имеющегося опыта. Кроме того, экранные пособия могут сопутствовать любому из предыдущих путей создания проблемных ситуаций, например, активизировать вступительное слово учителя, служить для подтверждения гипотез учащихся, способствовать решению поставленных проблем тем или иным путем.
Источником проблемных ситуаций могут служить и детские игрушки. Этот прием используется в основном на первой ступени обучения, где привлекаются знакомые школьникам из недалекого прошлого игрушки, в основе которых лежат физические принципы. Это создает особый эмоциональный настрой, возбуждая интерес и пытливость учащихся, способствует успешному решению поставленной проблемы. Тем самым детские игрушки приближают мир детства к миру познания. Попутно здесь решаются и другие важные задачи — развитие конструкторских способностей и умений учащихся.
При изучении тем «Масса», «Инерция» и др. проблемную ситуацию создаем с помощью детских автомобилей. При изучении темы «Равновесие сил на рычаге» проблему ставим с помощью интересной игрушки «Катание с гор», перед изучением темы «Плавание тел» учебная проблема выдвигается с помощью игрушки «Водолаз» и т.п.
10. Самодельные физические приборы при создании проблемных ситуаций. Как было отмечено выше, одним из самых распространенных и методических путей создания проблемных ситуаций является демонстрационный эксперимент. Изучать физику в школе гораздо легче, если есть возможность широко воспроизводить в опытах изучаемые физические явления. Опыты проводятся с помощью специальных приборов, имеющихся в каждой школе. Однако даже в самой лучшей школе может не быть какого-либо нужного прибора, или имеющийся прибор не подходит для наглядной постановки проблемы. Тогда его могут сделать сами учащиеся под руководством учителя.
Демонстрация опытов самими учащимися с помощью приборов, изготовленных собственными руками, создает такую проблемную ситуацию на уроке, которая возбуждает интерес учащихся к изучаемому материалу и способствует активному решению возникшей проблемы. Этот путь можно использовать при изучении тем: «Сообщающиеся сосуды» (сообщающиеся стеклянные трубки разного сечения), «Теплопроводность» (нагревание воды в бумажном стакане), «Закон Паскаля», «Давление в жидкости и газе при действии на них силы тяжести» (использование самодельного прибора для создания проблемной ситуации мы опишем в §3 главы II), «Устройство водопровода», «Атмосферное давление», «Инерция», «Рычаги», «Переход одного вида механической энергии в другой», «Электроскоп», «Сопротивление проводников», «Электромагниты» и др.
Как видно из вышеизложенного, постановка проблем на уроках физики достигается разными приемами и способами. Они сводятся к тому, что учащиеся ставятся перед необходимостью решить учебные проблемы для получения новых или закрепления имеющихся знаний.
Заключение.
Использование проблемного обучения на уроках физики позволяет в комплексе решать все три задачи обучения: образовательную, воспитательную, развивающую. Эта технология позволяет не только формировать у учащихся систему знаний, умений и навыков, но и достигать высокого уровня развития школьников, развития их способностей к самообучению, самообразованию. Позволяет сделать учебный процесс интересным и увлекательным, позволяет развивать индивидуальность ученика, создавать ситуацию успеха.
Проблемное обучение, как и любой другой метод преподавания не является универсальным, однако оно представляет собой важную составную часть современной системы обучения физике. Оптимальное сочетание его с другими методами на различных этапах изучения физике позволяет получить хороший результат, а значит и удовлетворение от педагогической деятельности.
ЛИТЕРАТУРА
Бугаев А.И. «Методика преподавания физики в средней школе» М. «Просвещение», 1981.
Древе У., Фурманн Э. «Организация урока» М. «Просвещение», 1984.
Железнякова О.М. «Как конструировать проблемное изложение учебного материала» «Физика в школе» № 6,1999.
Зверева Н.М. «Активизация мышления учащихся на уроках физики» М. «Просвещение», 1980.
Зотов Ю.Б. «Организация современного урока» М. «Просвещение», 1984.
Колеченко А.К. «Энциклопедия педагогических технологий» СПб. «Каро», 2002.
Махмутов М.И. «Проблемное обучение» М. «Педагогика», 1975.
Степанов Е.Н. «Личностно-ориентированный подход в работе педагога» М. «Творческий центр», 2004.
Суворов В.И. «Создание на уроке проблемной ситуации» «Физика в школе» №3, 1982.
Тереньтьев М.М. «Демонстрационный эксперимент по физике в проблемном обучении» М. «Просвещение» 1978.
Фридман Л.Ф., Кулагина И.Ю. «Психологический справочник учителя» М. «Совершенство», 1998.
Яковлев Н.М., Сохор А.М. «Методика и техника уроков в школе М.» «Просвещение» 1985
|
