Доклад на ШМО естественно математического цикла:"Проблемное обучение на уроках физики."
статья по физике по теме

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Юрцовская средняя общеобразовательная школа

Доклад

 на ШМО естественно математического цикла

 по теме:

«Проблемное обучение на уроках физики.

 Педагогические технологии».

Подготовил:   учитель физики и математики  Абрамова Ю.А.

Февраль 2013г.

Проблемное обучение на уроках 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.

- аксиологическое основание обуславливает ценностную направленность указанного содержания – формирование отношений к наивысшим ценностям жизни. 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 7классе.

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 7классе.

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.

Для работы по своей теме я провела анкетирование по изучению познавательных потребностей и мотивов обучения учащихся, в процессе обучения физики в 7 и 11 классах (т.е. в начале изучения и по окончанию изучения предмета) и получила следующие результаты:

Из общего числа учащихся в 7 классе 83%школьников имеют устойчивый интерес к изучению физики (13% учащихся - желанием поступить в ВУЗ, 30%изучают ее для познания физических явлений , 40%учащихся - желанием знать больше для получения специальности). В 11 классе только 30% учащихся имеют устойчивый интерес; а 75% учащихся от общего числа – желанием получить аттестат. Таким образом, можно сделать вывод, о том, что за годы изучения физики устойчивый интерес к предмету остается только у тех учащихся, которые выбрали этот предмет для поступления в ВУЗ, где он является профилирующим.

Кроме того, в старших классах физика становиться сложнее, где в большей степени привлекаются знания учащихся по алгебре и геометрии. Учитывая потребности моих учеников, в данном 11 классе имеется факультатив по решению задач повышенной сложности (именно те 20 %учащихся, которые имеют желание поступить в ВУЗ)

Кроме того, на начальном этапе изучение физики,т.е. в 7 классе, 61% школьников физика нравится более других предметов, а при завершении изучения физики, т.е. в 11 классе, 60 % учащихся не выделяют физику среди других предметов.

Это не трудно объяснить, так как в 7 классе,физика – новый предмет, где объясняются явления природы, которые можно наблюдать реально, где проводится множество занимательных опытов и лабораторных работ. При дальнейшем изучении физики происходит усложнение учебного материала, и учащиеся определяют свое отношение к предмету более осознанно, учитывают свои возможности.

74% семиклассников предпочитают на занятиях по физике наблюдать демонстрации, проводимые учителем, 65% учащихся из общего числа самостоятельно проводить опыты.

Одиннадцатиклассники же 65% отдают предпочтение на занятиях по физике рассказу учителя и 45%демонстрациям, проводимым учителем. Таким образом, в 11 классе у учащихся складывается пассивная позиция, для того, чтобы поддержать интерес учащихся 7 классов к самостоятельному проведению опытов, в 7 классе у нас организован элективный курс.

В вопросе о трудностях при самостоятельной работе учащиеся 7 и 11 классе оказались единогласны: 74 % в 7 классе и 65% в 11 классе испытывают трудности при решении задач.

На самом деле задачи в физике – это достаточно сложный процесс, но физика без задач не может существовать, поэтому эту проблему необходимо решать

Опираясь на высокий уровень мотивации учащихся7 классов и, учитывая необходимость сформировать умение решать задачи, я предлагаю пути решения данных проблем. Я считаю, что для учащихся старших классов, которые имеют мотивацию к учению физики, необходимо проводить факультативные или элективные курсы, что мы и делаем.

Для определения уровня адаптации учащихся к окружающей среде мной был предложен лист самодиагностики из области “Электрические умения”. Учащиеся должны уметь анализировать свои достижения и самостоятельно решать, как им предстоит работать.

Результат считается положительным, если учащиеся набрали 70 % максимально возможного результата.

Листы самодиагностики выполняют не только оценочную функцию, они нацеливают школьников на коррекцию знаний и на более глубокие учения физики. Учителю листы самодиагностики позволяют получить информацию по интересующему комплексу учений и на основе полученных данных определить траекторию своей деятельности с классом,группой, конкретными школьниками.

Исходя из полученных результатов, я делаю вывод о том, что для учащихся внимание по формированию экспериментальных умений, умение работать с учебной литературой, применять полученные знания и умение к практической деятельности.Поэтому я предлагаю учащимся в качестве домашнего задания простых физических экспериментов, подготовку докладов и сообщений,выполнении простых технических проектов,изучение физических основ бытовых приборов и т.д.

Как показал анализ самодиагностики 11 классов, практически у всех учащихся сформированы эмпирические умения, которые в дальнейшем позволят взаимодействовать с окружающей средой органично и эффективно.

Таким образом, данная диагностика позволяет мне сделать вывод о том, что за годы изучения физики учащиеся повышают свой уровень знаний даже на фоне снижения мотивационной сферы.

Адаптацию школьников к окружающей среде можно считать основополагающим компонентом обучения,его результат - эффективное (действенное)усвоение содержания учебного материала. Оно возможно в том случае, когда этот материал используется, не как средство достижения внешних по отношению к ученику целей, не принятых или не осознанных им, а как способ совершенствования своей концепции мира, своего места в окружающей среде.

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, 11классов 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.

Для того чтобы учащиеся смогли видеть полезность своего труда, задачи, придуманные ими,мы будем собирать в сборник, где будем указывать их авторство.

Для этого, мы с учащимися выбрали редактора сборника, который будет отбирать задачи правильного содержания, без ошибок и редакционную комиссию, которая будет заниматься оформлением сборника и набором задач (возможно сотрудничество с учащими информатики). Первый сборник планируем выпустить с 7 классами к концу ученого года.

Такой сборник задач может быть использован на уроках физики в других класса.

Для удобства пользования задачи будут группироваться по темам и классам.

Я думаю, что учащиеся будут горды этим, и будут осознавать важность и значительность своего труда.

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 скоростью72 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.

Пример:

Статус бежит по пустыне со скоростью 79,2 км/ч.Сколько время ему понадобится, чтобы пробежать всю пустыню, если ее протяженность 594000мм?

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

Сотрудничество физики с дополнительным образованием.

Кроме того, мне хотелось бы продолжить тему адаптации учащихся к окружающей среде и ее преобразования при сотрудничестве с дополнительным образованием, в частности туризмом.

Для повышения эффективности обучения целесообразно организовать учебно-познавательный процесс по овладению основами физической науки таким образом, что бы учащиеся, познавая физическую сущность окружающего мира, использовал физические знания и методы исследования своей практической деятельности (как в школьных, так и во внешкольных условиях)

Например, если школьник занимается туризмом, то в реальных условиях похода он может получить целостное представление о физических законах,которые позволят ему обеспечить безопасность в экстремальных ситуациях; какой котелок и как надо расположить над костром, чтобы вода закипела быстрее; какой узел надо завязать на веревке, чтобы обеспечить надежную страховку;каких размеров и какой массы должна быть печка,чтобы обеспечить безопасность при совершении лыжного похода и др.

Я предлагаю организовать с учащимися полевые сборы, на которых проверить навыки и знание физики в реальных условиях.

Для этого необходимо будет приготовить пакет заданий, который учащимся предстоит выполнить и дать объяснения.

Например:

1. Какой рюкзак вы выберите для горного похода и как уложите в него указанное снаряжение?

2. В походе вас застала непогода. Из порученных средств необходимо изготовить самодельный барометр, чтобы определить, долго ли ожидать хорошую погоду.

3. Предложите способ определения направления и скорость ветра, а так же скорость течения воды в реке и т.д.

Таким образом, используя данный метод, можно использовать полученные знания и умения учеников в практической деятельности,совершенствовали методы познания окружающего мира.

Рекомендации по элективному курсу “Простейший физический эксперимент” 7 класс.

Исходя из анкетирования учащихся, было выявлено, что повышенный интерес вызывают простые опыты с использованием предметов домашнего обихода: 7 класс - 70%, 8 класс - 65%, 11 класс -75%

В связи с этим предлагают собственные рекомендации по составлению элективного курса

“Простейший физический эксперимент” для 7класса (12 часов)

Пояснительная записка. Элективный курс предназначен для учащихся 7 классов общеобразовательных школ в качестве дополнения к школьному физическому эксперименту. Данный курс предлагает развитие практических умений учащихся.

Основные цели курса:

- расширение области связи теории с практикой

- развитие интереса к физике и технике

- приобщение учащихся к самостоятельной исследовательской работе.

- искоренение представлений учащихся о том, что физические явления можно наблюдать лишь с помощи специальных приборов.

Особо важны простые опыты в 7,8 классах, где закладывается “фундамент” основных знаний и умений. Опыты должны быть простыми, доступными,интересными.

Ожидающими результатами элективных занятий являются:

- получение учащимися представлений о методах научных познаний природы

- развитие познавательных интересов,интеллектуальных и творческих способностей

- умение подбирать необходимое оборудование и приборы для наблюдения и исследования физического явления.

Содержание элективного курса базируется на материале курса физики, изучаемого в основной школе в соответствии с программой общего образования по физике.

Умения учащихся по результатам изучения курса оцениваются созданием простейшего прибора или составлением и демонстрацией эксперимента по любой теме и подведением итогов работы в форме конференции.

Содержание курса.

1. Наблюдение инерции в быту и технике.
2. Исследование взаимодействия тел.
3. Измерительный прибор для плотности тел.
4. Давление под водой.
5. Сообщающиеся сосуды.
6. Спасибо, Архимеду.
7. Парашюты.
8. Мечты о полёте.
9. Атмосферное давление.
10. Притяжение.
11. Полезные рычаги.
12. Конференция “Демонстрации простейшего физического эксперимента с использованием предметов домашнего обихода”.

Список литературы.

1. Аркуша М. И. Элективный курс “Энергетика и окружающая среды” (физика, экология) 11 класс Волгоград, 2006 г.
2. Балашов М. М. О природе 7 класс М. Просвещение, 1991
3. Балашов М. М. О природе 8 класс М. Просвещение, 1991
4. Бугаев А. И. Методика преподавания физики в средней школе М. Просвещение, 1981
5. Галтерштейн Л. Я. Занимательная физика М. Росмен, 1998
6. Занимательные опыты и эксперименты (Ола Француа , Дюпре Жан-Поль, Жибер Анна-Мария, Леба Патрик, Лебьом Джоель) М. Айрис Пресс. 2006
7. Зуев П. В. Повышение уровня физического образования в процессе обучения школьников УрГПУ Екатеринбург, 2000
8. Зуев П. В. Простой физический эксперимент как средство формирования естественнонаучных умений у учащихся Свердл. обл. ИУУ, Екатеринбург, 1992
9. Ланина И. Я. Не уроком единым. Развитие интереса к физике М. Просвещение, 1991
10. Майкл ди Специо Занимательные опыты. Свет и звук. Электричество и магнетизм М. Аст Астрель, 2006
11. Махмутов М. И. Организация проблемного обучения в школе М. Просвещение, 1977
12. Нормативно-правовые и концептуальные документы о развитии образования

МОУ Юрцовская средняя общеобразовательная школа

Доклад  на ШМО

по теме:

«Проблемное обучение на уроках физики».

Подготовила: учитель физики

Абрамова Ю.А.

2013г.