К вопросу о проблемном обучении на уроках физики
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

К   ВОПРОСУ   О  ПРОБЛЕМНОМ   ОБУЧЕНИИ    ФИЗИКЕ   В   ШКОЛЕ

А.М.СТЕПАНОВ, учитель Кирской средней школы Алатырского района

Перед  методистами и школой стоит задача совершенствования системы выработки самостоятельности и творческих способностей учащихся. Такая же задача стоит и перед учителем физики. Для этого ему в настоящее время необходимы конкретные разработки отдельных разделов и тем; специальные учебные планы, раскрывающие пути осуществления проблемного обучения при изложении нового материала, выполнении учащимися самостоятельных и экспериментальных работ, решении задач и выполнении домашних заданий.

Постановка проблемы возможна лишь при наличии специфического отношения между познающим субъектом и предметом познания, которое можно назвать проблемная ситуация, сущность которой состоит в противоречии между уровнем субъекта и реальным содержанием объекта. В проблеме обязательно содержатся зачатки ответа на те вопросы, с которыми она связана.

Разрабатывая собственно инновационную методику проблемного обучения применительно к преподаваемому предмету, надо иметь в виду, что научная гипотеза должна быть проверяемой, обладать достаточной общностью и быть логически непротиворечивой. В основе проблемного обучения должна лежать идея развития, в первую очередь компоненты абстрактного (теоретического)  и творческого мышления. Участие психологии заключается в том, чтобы в различных видах учебной деятельности и на разных уровнях обучения находить оптимальные пути названных данных у учащихся.

Главная цель проблемного обучения – при минимальных затратах времени получать максимальный эффект в развитии мышления и творческих способностей учащихся. Например, при изучении кинематики в соответствии с логикой познания в последовательном порядке изучаются усложняющиеся виды движения: прямолинейное равномерное, прямолинейное неравномерное криволинейное  движение. Соответственно и основные проблемы для восьмиклассников могут быть сформулированы следующим образом:

- Как определить положение прямолинейно и равномерно движущего тела в произвольный момент времени?

-Как определить положение тела при равномерном вращении в произвольный момент времени?

-как определить положение тела при равномерном вращении в произвольный момент времени?

При переходе от статики к динамике возникают связанные с кинематикой вопросы: при  каких условиях происходит прямолинейное и равномерное движение тела; прямолинейное и равноускоренное движение тела; какие виды сил встречаются в природе. Эти вопросы, вытекающие из содержания курса, образуют логическую цепь связанных между собой проблем. На их основе уже составляются частные задачи, целью которых является последовательное раскрытие главных проблем. Например, первая проблема кинематики – определение положения тела в произвольный момент времени, движущегося равномерно и прямолинейно, распадается на две частные проблемы:

От чего вообще зависит положение тела, движущегося прямолинейно и равномерно в тот или иной произвольно взятый момент времени?

Как выразить в виде формулы зависимость между координатой тела и времени при заданных скорости и начальной координате?

Возьмём, к примеру, тему, с которой начинается изучение физики в 7 классе, «Первоначальные сведения о строении вещества». Если посмотреть материал, задания и упражнения, приводимые в учебнике, то нетрудно увидеть, что они подобраны таким образом, что ученики могут хорошо усвоить основные положения молекулярно-кинетической теории.

Проблемные задания должны быть направлены на активное усвоение учащимися именно таких главных вопросов. Например, надо провести простые опыты, с помощью которых можно показать, что между молекулами твердых и жидких тел имеют промежутки, или опыты, дающие возможности установить,, одинаковы или различна силы взаимного притяжения между молекулами у двух различных металлов (допустим у меди и железа). Посильную помощь здесь могут оказать электронные учебники из серии «открытая физика», где демонстрируются видеоматериалы, тестирование учащихся и др.

Несколько слов о последовательности действий при определении системы проблем.

1.Сначала находим стержневую идею данного раздела физики, которая вытекает из общих целей и задач обучения и воспитание в процессе преподавание физики с учетом конкретного физического материала. Например в оптике – это развитие представлений о природе света: в электричестве – параллельное развитие двух основных понятий: об электрическом заряде, с одной стороны, и о поле – с другой.

2.Выделяют основные этапы в развитии центральной (стержневой) идеи.

3.Формулируют проблемы, решение которых создает переход от одного этапа к другому.

Могу привести пример из практики, когда с помощью параллельного соединения проводников показываем опыт с включением в цепь электрической лампы. Затем ставим вопрос: «Как включить в эту цепь ещё одну такую же лампу, чтобы оба они горели нормальным накалом?» Ученик рисует на доске знакомую ему схему с последовательным соединением ламп. Выясним, что напряжения на лампах будет вдвое меньше обычного, следовательно, нормальным накалом они гореть не будут. Учитель показывает соответствующий опыт. Затем учащиеся вносят предложение: увеличить напряжение в два раза. «Но ведь вы знаете,- говорит учитель, - что напряжение в осветительной сети всегда постоянно и равно 220 В, тем не менее мы можем включить в квартире одну, две или несколько ламп, и все они будут гореть нормальным накалом». Ученики приходят к выводу, что проблему не решить последовательным соединением ламп, надо искать какой-то принципиально новый способ включения. В ходе поиска решения в какой-то момент появляется новая мысль. Она возникает сначала в форме догадки на основе интуитивного мышления.

При объяснении нового материала в основном используют две формы обучения: проблемное изложение и поисковую беседу. Приведу пример выдвижения проблемных вопросов.

1.Английский ученый Дж. Блэк (1728-1799) задумался над вопросом: снег должен сразу и полностью таять, как только температура воздуха достигнет точки его таяния, что должно привести к сильны наводнениям. Почему в природе этого не наблюдается?

Решение. Исследования показали, что процесс таяния сопровождается поглощением теплоты и идет при постоянной температуре (для снега 00 С при  нормально атмосферном давлении).

2.Звук распространяется только в материальной среде, это подтверждает ряд  опытов. А свет?

Решение. Итальянский физик Э.Торричелли (1608 -1647) для ответа на этот вопрос провел наблюдения и убедился, что свет можно видеть через «пустоту» в верхней части стеклянной трубки ртутного барометра. Вывод: световые волны могут распространятся как в вакууме, так и в материальной среде.

Такая информация об использовании учеными и изобретателями приёмов продуктивной деятельности в решении научных проблем может служить в качестве вставок гуманитарного характера в структуру урока, прежде всего для первичного знакомство учащихся с научными проблемами; формирование интереса к физике и технике, показа того, как возникают в науке вопросы, требующие разрешения.

Уроки в форме проблемного изложения должны быть интересными и понятными, чтобы они возбуждали у учащихся желание решить поставленную проблему. К примеру, в центре города на площади старинная башня. Но однажды возникло опасение, что эта башня начала оседать. Организовали комиссию и поручили ей выяснить, оседает ли башня. Члены комиссии задумались: нужна какая-то неподвижная точка, чтобы проверить, опускается ли эта башня относительно этой точки или нет. А где её взять? Правда, приблизительно в пятистах метрах от площади есть парк. В парке скалы, которые не оседают. Но с этих скал башню не видно.

Задание. Составить проект, позволяющий определить, оседает башня или нет.

Проблемное обучение – одна из действенных систем в методиках обучения, в сфере реализации национального проекта «Образование». Оно включает широкие возможности использование информационно-коммуникационных технологий, потому как каждый учащихся, сидя за компьютером, может решить определенные задачи, которые связаны с проблемным обучением (проектно-исследовательские, научно-практические, экспериментальные и другие задачи). Мне кажется, что такой подход ближе всего свойственен физическому образованию. Хотелось бы остановится коротко на одной форме контроля на базе проблемного обучения, который помогает мне объективно оценить знания учащихся. (См. схему.)

Здесь учитывается многовариантность ответов. Данная схема охватывает следующие параметры: сделать упрощённую схему, знание формул и размерности величин, математические вычисления.

Если учащийся проходит все три этапа правильно, ответ оценивается на «отлично», если один этап решён верно, то на «удовлетворительно», если же ни один не верный – «неудовлетворительно».

Для полного анализа рекомендуется записывать ответ в такой форме, как: 2-1-2-В. К примеру, так оценивается результат при данной тест-схеме: 3-2-2-А. Хотя упрощенная схема была выбрана неправильно, но при вычислении силы тока правильно была применена формула закона Ома. Поэтому можно поставить оценку «3». Или 2-3-1-С. В данном случае на втором этапе неправильно применена размерность электрического сопротивления, хотя упрощённая схема, нахождение общего электрического сопротивления и применение закона Ома для участка цепи применены правильно. Здесь можно поставить оценку «4».

Эта форма рассчитана на учащихся всех уровней, как сильных, так и слабых. По результату тестирования можно сделать вывод о подготовленности класса сделать задание по изучаемой теме. Учителю полезно проанализировать, на каком этапе было уделено недостаточно внимания при объяснении материала. Такой метод, по моему мнению, можно использовать не только на уроках физики и математики, но и по остальным предметам естественно-математического цикла.

В заключение повторим, что проблемное обучение как образовательная технология является одним из интенсивных методов обучения. Оно имеет свои разновидности. Для учителя важен системный подход к своей деятельности при свободном владении разными формами преподавания.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ   ЛИТЕРАТУРА.

Малафеев Р.И. Проблемное обучение физики в средней школе: книга для учителя. М.,Просвещение, 1993.

Малафеев Р.И. Проблемное обучение и историзм в преподавание физики. Проблемы развития творческого  мышления студентов и учащихся в процессе обучения физике. Курган, 1998.

Сайт в Интернете http://www/physfac/bspu/secna/ru/