Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС
статья

«Новые методы обучения в условиях реализации ФГОС, развитие технического мышления обучающихся  на уроках физики и во внеурочной деятельности».

Развитие технического мышления обучающихся происходит на уроках физики. При формирование физических и технических понятий, учитывая то, что физические и технические понятия представляют собой язык, на котором осуществляется описание принципов работы технических устройств, а потому служат основой для развития технического мышления, что особенно важно для успешного овладения рабочими специальностями.

Для планирования и проведения уроков в системе начального профессионального образования  при переходе на новые ФГОС  используется  технология  системно-деятельного метода, которая развивает творческие способности обучающихся.

 Структура уроков введения нового знания имеет следующий вид:

1.Мотивация (самоопределение) к учебной деятельности.

С этой целью на данном этапе организуется мотивирование обучающегося к учебной деятельности на уроке, а именно:

1) создаются условия для возникновения у обучающегося внутренней потребности включения в учебную деятельность («хочу»).

2) актуализируются требования к обучающемуся со стороны учебной деятельности и устанавливаются тематические рамки («надо», «могу»).

2.Актуализация и пробное учебное действие.

На данном этапе организуется подготовка и мотивация обучающегося к надлежащему самостоятельному выполнению пробного учебного действия, его осуществление и фиксация индивидуального затруднения.

3.Выявление места и причины затруднения.

На данном этапе организуется выход обучающегося в рефлексию пробного действия, выявление места и причины затруднения. С этой целью:

1) выполняется реконструкция выполненных операций и фиксация в языке (вербально и знаково) шага, операции, где возникло затруднение;

2) учащиеся соотносят свои действия с используемым способом действий (алгоритмом, понятием и т.д.)

4.Целеполагание и построение проекта выхода из затруднения.

На данном этапе обучающиеся определяют цель урока - устранение возникшего затруднения, предлагают и составляют тему урока, а затем строят проект будущих учебных действий, направленных на реализацию поставленной цели. Для этого в коммуникативной форме определяется, какие действия, в какой последовательности и с помощью чего надо осуществить.

5.Реализация построенного проекта.

На данном этапе осуществляется реализация построенного проекта: обсуждаются различные варианты, предложенные обучающимися, и выбирается оптимальный вариант.

6.Первичное закрепление с комментированием во внешней речи.

На данном этапе учащиеся в форме коммуникативного взаимодействия (фронтально, в группах, в парах) решают типовые задания на новый способ действий.

7.Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

При проведении данного этапа используется индивидуальная форма работы: обучающиеся самостоятельно выполняют задания нового типа и осуществляют их самопроверку, пошагово сравнивая с эталоном

8.Включение в систему знаний и повторение.

На данном этапе выявляются границы применимости нового знания и выполняются задания, в которых новый способ действий предусматривается как промежуточный шаг.

Организуя этот этап, преподаватель подбирает задания, в которых тренируется использование изученного ранее материала, имеющего методическую ценность для введения в последующем новых способов действий.

9.Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог урока).

На данном этапе организуется рефлексия и самооценка обучающимися собственной учебной деятельности на уроке.

    В настоящее время возрастает значимость политехнической подготовки учащихся средней школы, что определяется особенностями современного этапа социального развития.

Личный опыт, получаемый в учебной деятельности на уроках физики, и те умения и навыки, которые обучающиеся приобретают в процессе обучения, жизненно необходимы им для становления и развития себя как личности, рационально мыслящей и действующей в повседневной деятельности.

          При этом обоснована целесообразность использования разных форм и методов в процессе обучения при изучении каждой темы по физике.

          Развитие технического мышления школьников происходит на уроках физики. Во-первых, при формирование физических и технических понятий, учитывая то, что физические и технические понятия представляют собой язык, на котором осуществляется описание принципов работы технических устройств, а потому служат основой для развития технического мышления обучающихся. Во-вторых, при обучении составлению физических задач, что предусматривает формирование у обучающихся умения составлять задачи с техническим содержанием. Это позволяет не только повысить их знания о технических объектах и технологических процессах, но и обучить работе со справочной литературой и другими источниками научно-технической информации. В-третьих, особое значение для развития технического мышления обучающихся имеет выполнение лабораторных работ, связанных с изучением устройства и принципа действия технических объектов.

Для развития технического мышления у обучающихся, самое главное - создать у обучающегося установку на творческий поиск.

          Для развития технического мышления используем методы, позволяющие активизировать учебную деятельность обучающихся и осуществлять интенсификацию учебного процесса. К ним относятся:

          - метод мозгового штурма - заключается в том, что задачу предлагается решить группе обучающихся, и на первом этапе решения они выдвигают различные гипотезы, порой даже абсурдные. Набрав значительное количество предложений, детально прорабатывают каждое из них;                            - метод новых вариантов - заключается в требовании решать задачу по-другому, найти новые варианты, решения. Это всегда вызывает дополнительную активизацию деятельности, нацеливает на творческий поиск, тем более что можно просить найти новый вариант и тогда, когда уже имеется несколько решений;

         - метод скоростного эскизирования заключается в том, что при решении новых задач обучающимся может быть предложено непрерывно «рисовать» процесс размышления - изображать все конструкции, которые приходят в голову. Школьников это приучает к более строгому контролю своей деятельности, регулированию посредством образов процесса творчества, а также метод контрольных вопросов,  деловые игры, семинары, дискуссии.

                   Одним из наиболее известных методов обучения техническому творчеству является проектный метод, который осуществляем в урочной и во вне урочной деятельности.

Алгоритм проектного обучения техническому творчеству можно выстроить следующим образом:

           - этап проектирования: зарождение идеи и установление проблемы; добывание необходимых сведений; осмысление идеи; создание мысленного образа проекта; определение и формирование конкретной модели в виде схемы, в виде технического рисунка;  первоначальная экспертиза образного варианта модели; мысленная обработка схемы проекта модели (размеры и формы  деталей и их количество); осмысление технологии изготовления проекта; подбор материалов и необходимых инструментов; подготовка рабочего места;

         - этап конструирования: выполнение технического рисунка модели проекта в перспективе; поиск путей решения проблемы; техническая экспертиза макетного варианта и выбор базового; определение технологии изготовления модели;

          - технологический этап: разработка алгоритма технологии изготовления модели,  прогнозирование,  уточнение назначения деталей модели и способов их соединения, разработка технологических операций выполнения модели, работа с операционно-технологическими картами,  соблюдение техники безопасности труда, изготовление модели, испытание модели.

          - этап оформления: оформление проекта (обоснование выбора проекта, краткое описание технологических процессов изготовления модели, чертежа, рисунка, схемы); подготовка фотоматериалов, составление проектной циклограммы; экономические расчеты по себестоимости;  маркетинг (реклама, оценка спроса, перспектива рынка); прогнозирование (что можно внести нового в совершенствование изделия).

          - защита проекта на уроках, выставках, конференциях.

             Развитию технического мышления способствуют следующие формы организации учебной деятельности: групповая,  при проектирование или проведении эксперимента,  коллективная при решении проблемы или экскурсии, индивидуальная при выполнении творческого проекта. Также развитию технического мышления способствуют следующие средства: историко-научный, физико-технический материал, комплекс физико-технических задач и заданий, комплекс проектов разного типа для организации творческой деятельности на материале физики и техники, алгоритмы действий, средства диагностики.

          Технический интерес является ценным качеством личности подростка, является мотивом деятельности по подготовке к профессиональному росту. Занятия техническим творчеством способствует формированию у обучающихся  не только общетехнических, но и конкретных профессиональных интересов.

   А теперь более подробно:

1.Метод «мозгового штурма».

•Оптимальное количество людей, решающих поисковую задачу методом «мозгового штурма», должно составлять 12-25 человек. Половина из них генерирует идею, а другая ее анализирует. В группу «генераторов» включают людей с бурной фантазией. В группу «экспертов» вводят людей с аналитическим, критическим складом ума. Руководит «сессией» ведущий, наиболее опытный участник «мозгового штурма».

•Основная задача «генераторов» должна заключаться в предложении максимального количества идей решения поисковой задачи .Задача «экспертов» состоит в отборе приемлемых идей. Ведущий, не прибегая к приказаниям и критическим замечаниям, задает вопросы, иногда подсказывает и уточняет высказывания участников обсуждения, следит, чтобы беседа не прерывалась.

•Между участниками «мозгового штурма» должны быть установлены свободные и доброжелательные отношения. Надо, чтобы идеи, выдвинутые одним участником, подхватывались и развивались другими. Анализ идей группой «экспертов» проводится очень внимательно. Без тщательного анализа не должны быть отвергнуты даже самые фантастические или абсурдные идеи. При этом в ходе анализа идеи оцениваются, учитывается мнение каждого «эксперта».

Опыт использования «мозгового штурма» показывает, что генерации идей способствуют такие приемы, как аналогия (сделай так, как это делалось при решении другой задачи), инверсия (сделай наоборот), фантазия (предложи нечто неосуществимое) и пр. Большую роль играют здесь и субъективные качества участников штурма – наличие прошлого опыта, боязнь оказаться бес­полезным, отсутствие творческого настроения.

2.Некоторые приемы ТРИЗ.

У педагога, использующего ТРИЗ, обучающиеся занимаются с увлечением и без перегрузок  осваивают новые знания, развивают речь и мышление.

•ТРИЗ включает в себя:

•- механизмы преобразования проблемы в образ будущего решения;

•- механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений (неординарные решения трудно находить без преодоления устойчивых представлений и стереотипов);

•обширный информационный фонд – концентрированный опыт решения проблем.

•«Приемы» – исторически первая форма ТРИЗ. Это достаточно конкретные рекомендации типа «сделать наоборот»: вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие; сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную – движущейся; повернуть объект «вверх ногами», вывернуть его. Приемов было выявлено более сорока. «Детский» прием ТРИЗ.

•Мальчик лет восьми оказался перед проблемой: как войти в дверь, закрытую сестрой с другой стороны? Применить силу или угрозы, поднять крик? Он сформулировал идеальное решение: сестра САМА открывает дверь. Мальчик придвинул к двери стул со своей стороны и сказал сестре: «Я тебя запер». Через несколько секунд та уже распахнула дверь, освобождая себя из «плена».

•Более развитая форма ТРИЗ – рекомендаций – «Стандарты». Сейчас их известно более семидесяти. Как правило, стандарт – это конгломерат, сочетание приемов, геометрических, физических, химических и иных эффектов, а также законов развития различных систем.

3.Рациональная тактика  решения изобретательских задач.

•Создать рациональную тактику решения изобретательских задач можно лишь на основе объективных закономерностей развития технических систем. Но что это такое? ». Практика обучения ТРИЗ, решения изобретательских задач показывает, что зачастую сильные решения задачи связаны с использованием эффектов, выходящих за пределы специальности решающего. Поэтому в рамках ТРИЗ были созданы указатели различных явлений и эффектов: физических, химических, геометрических.

•Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначенная для анализа и решения изобретательских задач. АРИЗ возник и развивался вместе с теорией решения изобретательских задач, являясь ее ядром. Первоначально АРИЗ назывался «методикой изобретательского творчества».

•Он представляет собой программу последовательных операций по выявлению и устранению противоречий, позволяющую шаг за шагом переходить от расплывчатой исходной ситуации к четко поставленной задаче, затем к предельно упрощенной модели задачи и к противоречиям, лежащим на пути решения задачи. Далее  к разрешению этих противоречий с помощью явных или скрытых ресурсов систем, так или иначе связанных с задачей.

•Выбранный изобретателем объект рассматривается, согласно АРИЗу, как элемент закономерно развивающейся системы. В ходе анализа сначала выявляется техническое противоречие, возникающее между частями (или свойствами) системы, а затем локализируется причина технического противоречия – определяется физическое противоречие.

•Физическое противоречие представляет собой разные и несовместимые требования к одной части объекта. Например, в двигателе внутреннего сгорания стенки цилиндра должны быть горячими, чтобы был обеспечен высокий КПД, и эти же стенки цилиндра должны быть холодными, чтобы был высокий коэффициент наполнения при такте всасывания и, следовательно, достаточная мощность двига­теля. Такого рода противоречия могут быть устранены с помощью определенных типовых приемов.

•Выявление физического противоречия ведется по четким правилам. Вот, например, задача: «Есть фильтр для очистки воздуха от неметаллических частиц пыли. Фильтр представляет собой конструкцию из многих слоев металлической ткани. Время от времени фильтр необходимо очищать от забившей его пыли. Осуществляют это продувкой фильтра в обратном направлении. Очистка идет слишком долго. Как быстрее убирать пыль из фильтра?».

•Люди, не знающие АРИЗа, начинают перебирать бесчисленные варианты: а если вымывать пыль? А если выбивать ее вибрацией? А если что-то растворять? С позиций АРИЗа задача проста. Существует правило, по которому целесообразно рассматривать изменение не природных, а технических элементов. Пыль – природный элемент. Металлическая ткань –элемент технический. Следовательно, удалять, вымывать, растворять, разрушать надо не пыль, а сам фильтр. Поры фильтра должны быть маленькими при работе и должны быть большими при очистке. Решение: заменим металлическую ткань ферро-магнитными крупинками, удерживаемыми магнитом или электромагнитом.

•В сущности, АРИЗ организует мышление изобретателя так, будто в распоряжении одного человека имеется опыт всех (или очень многих) изобретателей. И, что очень важно, опыт этот применяется талантливо. Обычно даже маститый изобретатель черпает из опыта решения, основанные на внешней аналогии: вот эта новая задача похожа на такую-то старую задачу, значит, и решения должны быть похожими.

•На двадцатом этаже живет карлик. Утром, направляясь на работу, он входит в лифт, нажимает кнопку и опускается на первый этаж. Вечером, возвращаясь с работы, он заходит в лифт, нажимает кнопку и поднимается на десятый этаж, а дальше идет пешком. Почему он не поднимается в лифте на двадцатый этаж?

Редко ответ был правильным: «Карлик может дотянуться только до десятой кнопки». Узнав, что решению творческих задач мешает психологическая инерция, обусловленная, прежде всего, косностью, инертностью терминов, в которых ставится задача. Таких терминов в задаче Айзенка  два – «карлик» и «лифт». Решая задачу, слушатели на этот раз заменяли термин «карлик» словами «человек очень маленького роста». Результат: более половины слушателей сразу давали правильный ответ.

Список  литературы:

1.Аверин A.M., Зеер Э.Ф. Развитие мышления учащихся в процессе решения технических задач. Методические рекомендации. - М.: РУМК, 1979.

2.Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.

3.Григорьев Г. П. Развитие научно-технического мышления учащихся на уроках физики в средней школе: Автореф. канд. пед. наук. -М., 1975.

4.Зуева Ф. А. Педагогические условия развития технического мышления у студентов инженерно-педагогических специальностей. Дисс. канд. пед. наук. Челябинск, 1998.

5.http://doc4web.ru/fizika/ispolzovanie-samodelnih-priborov-odin-iz-sposobov-aktivacii-pozn.html

6.http://uchifiziku.ru/2012/03/06/samodelnye-pribory/