Конструирование проблемного изложения учебного материала на уроках физики
статья по физике по теме

Конструирование проблемного изложения учебного материала на уроках физики  

Сапрыкина Людмила Николаевна,

учитель физики МОУ СОШ №2

г.Алексеевки Белгородской области

В современной образовательной парадигме основной целью образовательного процесса признается развитие личности. Активность личности в том или ином виде деятельности рассматривается как важнейшая черта человека, способность изменять окружающую действительность, проявление усилия, напряжения умственных сил, как стремление к энергичной деятельности, как преобразование окружающих явлений, процессов, предметов.

Обучение – процесс тесного взаимодействия между учителем и учеником. Оно будет эффективно только в том случае, если и учитель, и ученик проявят высокую активность. Причем активность последнего является решающей. Если нет активности школьника в усвоении знаний, то, сколько бы учитель ни требовал, ни «разжевывал» факты, никаких знаний, умений у учащихся не появится.

С целью активизации творческой деятельности учащихся учитель специально отбирает содержание материала, формы, методы, приемы и средства обучения не только для каждого урока, но и для каждой темы.

Активность ученика в учебном процессе – это определенное волевое усилие, характеризующее познавательную творческую деятельность ученика. Она может быть внешней (моторной) и внутренней (мыслительной).

Внешняя активность легко определяется учителем, ибо ее признаки на виду, при этом ярко выражены: ученик на уроке деятелен (записывает, решает задачи, совершает действия и т. д.) направлено на учителя, или на доску, или на демонстрируемые предметы.

Внутренняя (мыслительная) активность предполагает наличие признаков внешней активности. Кроме того, ей свойственны такие специфические признаки, как напряженность умственных сил, мыслительных действий и операций – анализ, сравнение, обобщение; проявление устойчивого внутреннего интереса к изучаемой на уроке теме, учебному заданию.

Слова учителя на занятиях могут быть понятны только в том случае, если ученик направит на них свое внимание, поставит цель понять, усвоить этот материал, то есть мобилизует свою внешнюю и внутреннюю активность. Словом, прочное, глубокое усвоение знаний, учение с увлечением зависят от активной работы мысли ученика на уроке.

Поэтому ценным является тот урок, на котором активно работает ученик, а учитель организует его творческую деятельность. Активизация творческой деятельности школьника требует от учителя умелого методического руководства процессом познания, глубокого понимания педагогической целесообразности применения форм, методов, приемов и средств обучения.

Развитие творческой активности учащихся, обеспечение прочного усвоения знаний невозможны без создания определенных педагогических условий:

1. обеспечение эмоциональности обучения и создание благоприятной, доброжелательной атмосферы на уроках;
2. динамичность, разнообразие форм, методов, приемов и средств обучения, их направленность на развитие активной познавательной деятельности учащихся.

При организации учебной деятельности учащихся важно учитывать следующее:

1. изучение материала по каждой теме, кроме специфики предмета, нуждается в освещении и раскрытии особенностей данного материала;
2. нельзя универсализировать ту или иную форму, тот или иной метод обучения; отдельно взятый метод не может привести к полноценному усвоению знаний, формированию умений и навыков;
3. смена видов, способов деятельности на занятиях и их разнообразие снимают преждевременную утомляемость учащихся и обеспечивает более продуктивную познавательную деятельность;
4. важна дифференциация обучения в соответствии со способностями и интересами учащихся.

Формы, методы, средства обучения должны обеспечивать творческое отношение к изучаемому материалу, направлять их действия на поиск новых знаний, исследование явлений, процессов и вооружение обучающихся методами учебного познания.

К.Д. Ушинский требовал от учителей развивать познавательные способности детей на уроке: «Должны постоянно помнить, что следует передать ученику не только те или другие познания, но и развивать в нем желания и способность самостоятельно, без учителя приобретать новые познания. Обладая такой умственной силой, извлекающей отовсюду полезную пищу, человек будет учиться всю жизнь».

За творческую активность в учебном процессе боролся Л.Н. Толстой: «Если ученик в школе не научился сам ничего творить, то и в жизни он всегда будет только подражать».

Одним из путей активизации творческой деятельности учащихся на уроках физики является проблемное обучение - методическая система, включающая особое сочетание разнообразных приемов и методов обучения. В проблемном обучении учебный процесс приобретает свою специфическую структуру, состоящую из цепи последовательно разрешаемых проблем. Процесс их разрешения имеет свою логическую последовательность действий, отражающих методы научного познания (формулировка проблемы, выдвижение гипотезы, выбор метода решения, сбор необходимых фактов, их анализ и обобщение, проверка решения, формулировка выводов). Структура проблемного урока подчиняется логической структуре познавательных действий, присущих поисковой деятельности.

Центральным в теории проблемного обучения являются вопросы создания проблемной ситуации и постановки учебных проблем. Каждое учебное проблемное задание является искусственной педагогической конструкцией, Оно специально конструируется с обучающей целью и включается в определенный момент в учебный процесс в соответствии с логикой учебного процесса.

Процедура познавательных действий в проблемном обучении включает:

1. Осознание проблемной ситуации;
2. Анализ проблемной ситуации;
3. Выдвижение идей, предположений по выходу из ситуации;
4. Обоснование выдвинутых идей, предположений;
5. Определение следствий;
6. Формулировка проблемы;
7. Сопоставление проблемы с имеющимися знаниями и умениями;
8. Планирование плана решения проблемы;
9. Решение проблемы;
10. Сравнение результатов с первоначальными идеями;
11. Формулировка вывода.

Проблемность с точки зрения теории познания - принцип, определяющий содержание и форму познавательной деятельности человека и в первую очередь его мышления. В учебном процессе проблемность проявляется в стремлении и умении познающего:

а) выделять наиболее важные, узловые идеи и положения и вокруг них группировать фактический материал, систему доказательств и следствий (в этом заключается содержательная сторона проблемности);

б) преодолевать познавательные затруднения, противоречия при столкновении известного и нового, частного и общего, житейского и научного и т.д. (операционная сторона проблемности);

в) проблемность выражается в возбуждении потребности в познании (мотивационная сторона).

Рассмотрим прежде всего проблемное изложение учебного материала. Оно заключается в том, что учитель сам ставит проблемы, сам их решает и делает выводы. Изложить материал проблемно - это значит, не изменяя существенной информации, по возможности максимально усилить ее эмоциональную сторону (путем создания проблемной ситуации), преобразовав по мере необходимости структуру материала.

Проблемное изложение будет успешным при наличии ряда условий. Во-первых, должна быть четко определена целесообразность его в каждом конкретном случае (при этом учитывается возраст учащихся, их уровень развития и обученности, временные ограничения, содержание материала).

Во-вторых, учителю необходимо глубоко и прочно владеть как фактическим, так и историческим аспектами физики.

В-третьих, следует овладеть умением «видеть» противоречия, вычленять и делать их видимыми для учащихся, т.е. учителю необходимо быть диалектиком и владеть технологией правильной постановки вопросов, «обнажающих» противоречия перед учащимися.

Чтобы конструирование проблемного изложения происходило успешно, надо четко представлять его общую структуру; она состоит из четырех этапов: 1) организация проблемной ситуации, 2) выдвижение гипотезы, 3) ее аргументация, 4) выводы.

Надо учитывать общие требования к любому изложению учебного материала: иметь представление об уже имеющихся у учащихся знаниях, показывать связь между ними и знаниями, подлежащими усвоению; включать в изложение оптимальное число задач (проблем), причем только посильные ученикам; разъяснять все логические связи между элементами учебного материала, даже те, которые на первый взгляд кажутся достаточно простыми и явными; не оперировать словами и терминами, не знакомыми учащимся, и др.

Проиллюстрируем все сказанное примером конструирования проблемного изложения для темы урока «Зависимость сопротивления проводников от температуры» в X классе.

Учитель, держа в руках моток нихромовой проволоки, предлагает вычислить, какой длины нужно взять кусок этой проволоки, чтобы изготовить из нее спираль для электроплитки (напряжение в сети и допустимый ток известны, а диаметр проволоки измеряется тут же). Предполагается этим расчетом проверить знание учащимися закона сопротивления проводника и закона Ома для участка цепи, а также имеется в виду использование его в дальнейшем для создания проблемы.

Через две-три минуты один из учеников рассказывает, как он выполнил этот расчет, и сообщает результат. Правильность расчета и результат уточняются коллективно.

Ученики отрезают от мотка нихрома проволоку вычисленной длины, делают из нее спираль и включают в сеть. Наблюдение показывает, что накал спирали явно недостаточен, ток меньше заданного. Почему? Ученики встревожены. Расчет произведен по известным законам, а результат не годен.

Это первая проблема на уроке. Для решения ее учителем ставится вопрос: «Как определен международный эталон 1 Ома?». Ученики это знают хорошо и отвечают (1 Ом - это сопротивление ртутного проводника длиной 106,3 см, площадь поперечного сечения 1 кв. мм при О°С). «Почему при 0°С?» – спрашивает учитель. «Видимо сопротивление проводников зависит от температуры, - заключают ученики, – а это не было учтено при нашем расчете». «Как зависит сопротивление проводника от температуры?» - эта проблема является темой урока.

Для ее решения предлагается ученикам объяснить суть сопротивления проводников электрическому току по электронной теории. После этого, исходя из основ электронной теории, предлагается высказать предположение о зависимости сопротивления твердого металлического проводника от температуры. Мнения в классе разделяются: одни предполагают и доказывают, что при нагревании сопротивление таких проводников увеличивается, а д ругие - уменьшается.

Для решения спора демонстрируется опыт (по схеме, предложенной в учебнике), первая часть класса торжествует - сопротивление металлического проводника с увеличением его температуры увеличивается. Учитель указывает второй части класса на ее ошибки в теоретическом рассуждении, приведшие к ложному заключению.

«А как будет меняться сопротивление электролитов с изменением температуры?» - новая проблема, которую также необходимо решать по электронной теории, сопоставив особенности ионной проводимости жидкостей с электронной проводимостью твердых тел. На основе указанного сопоставления предположение у большинства или даже у всех одно - при нагревании электролитов их сопротивление должно уменьшиться. Получив убедительное теоретическое обоснование такого решения проблемы, ставим демонстрационный опыт (по второй схеме учебника). Но вопрос решен качественно, а для расчета необходимо знать и количественные соотношения, имеющие место в этих закономерностях.

Каковы они? Это следующая проблема на уроке. Решение ее осуществляется в виде рассказа учителя. Здесь рассказывается о температурных коэффициентах сопротивления, о способах их определения, приводится математическая аналогия между этими коэффициентами и коэффициентами объемных расширений. Фронтально используется справочная таблица, уясняются физический и математический смыслы температурных коэффициентов сопротивлений. Устанавливается расчетная формула.

На рассмотренном уроке формулировка темы урока и основного проблемного вопроса совпадают, но в ходе поиска решения проблемы появляются новые вопросы, представляющие развитие основного. Этим поддерживается творческая деятельность учащихся на уроке. Проблемная ситуация на этом уроке создана противоречием между знаниями учеников и результатом опыта, поэтому вызывает у них желание приобрести новые знания. Решается проблема путем теоретических рассуждений, а гипотетическое решение проверяется опытом.

Проблемные ситуации на уроках создаются и путем опоры на жизненный опыт учащихся, благодаря чему они в процессе собственной деятельности находят возможность использовать получаемые знания для решения учебных задач. Здесь мы имеем возможность подбором соответствующих примеров обогатить жизненный опыт учащихся. Используя противоречия между имеющимися у учащихся представлениями о каком-либо явлении и действительным его содержанием, учитель создает проблемную ситуацию специальными методическими приемами:

1. столкновением учащихся с жизненными явлениями, фактами, требующими теоретического обоснования;
2. созданием жизненной ситуации путем организации практической работы учащихся. Учащиеся от наблюдения конкретного явления самостоятельно приходят к обобщениям;
3. 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.), "Для уменьшения силы трения применяют смазку. Почему же плотники перед тем, как взять топор, смачивают руки?", "От обработки поверхности трущихся тел трение увеличивается (вспомните трение стекла по стеклу). Почему же заржавевшие коньки скользят хуже, чем коньки с гладкими лезвиями?" (Трение, 7 кл.), "Почему весной, хотя солнце и хорошо греет, долго стоит холодная погода?" (Плавление тел, 8 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.

Главная задача обучения заключается в формировании активного, самостоятельного, творческого мышления учащихся. Применение проблемного обучения вызывает у учащихся большой интерес к учебе, стимулирует учащихся преодолевать трудности, способствует более быстрому развитию творческого мышления и воображения. Безусловно, все сказанное не исключает необходимости информационно-сообщающего изложения учебного материала. В практике школьного обучения следует разумно сочетать приемы и методы обучения, исходя как из конкретной цели урока, так и из общих задач развития личности ученика.

Главным является личность не с энциклопедически развитой памятью, а с гибким умом, с быстрой реакцией на все новое, с полноценно развитыми потребностями к дальнейшему познанию и самостоятельному действию, с хорошими ориентировочными навыками и творческими способностями.

Библиографический список

1. Ю.К. Бабанский. Проблемное обучение как средство повышения эффективности учения школьников. Ростов-на-Дону; Издательство Гос. пед. института, 1970 год.

2. Ларионов В.В. Проектирование и реализация технологии проблемно-ориентированного обучения физике –Томск: Изд-во Том. ун-та.-2006 – 282 с.

3. Малафеев М.И. Проблемное обучение физике в средней школе –М: Просвещение, 1980 – 127 с.

4. Роль проблемного обучения в преподавании естественных наук в условиях модернизации системы образования: сб. научн. тр. посвящ. юбилею д-ра пед. наук, проф. Курган. гос. ун-та заслуж. работника высш. шк. Рос. Федерации Малафеева Р.И. Курган, изд-во Курган. гос. ун-та.-2006-80 с.

5. Соколов В.Н. Проблемно-эвристическая организация интеллектуальной деятельности в общем и профессиональном образовании: монография – Краснодар: Куб. кн. изд-во – 2006.-342 с.