Активизация познавательной деятельности студентов на уроках физики
статья (физика) на тему

        А.Я.Михайлова

АКТИВИЗАЦИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

        В процессе приобретения студентами знаний, умений и навыков важное место занимает их познавательная активность, умение преподавателя активно руководить ею. Со стороны преподавателя учебный процесс может быть управляемым пассивно и активно. Пассивно управляемым процессом считается такой его способ организации, где основное внимание уделяется формам передачи новой информации, а процесс приобретения знаний для учащихся остается стихийным. В этом случае на первое место выступает репродуктивный путь приобретения знаний. Активно управляемый процесс направлен на обеспечение глубоких и прочных знаний всех студентов, на усиление обратной связи. Здесь предполагается учет их индивидуальных особенностей, моделирование учебного процесса, его прогнозирование, четкое планирование, активное управление обучением и развитием каждого студента. [5, с.8]

В процессе обучения студент также может проявить пассивную и активную познавательную деятельность.

В обучении активную роль играют учебные проблемы, сущность которых состоит в преодолении практических и теоретических препятствий в создании таких ситуаций в процессе учебной деятельности, которые приводят студентов к индивидуальной поисково-исследовательской деятельности.

Большое влияние на умственное развитие студентов оказывают задания, требующие сравнения, систематизации и обобщения уже изученного материала. Например, в электродинамике изучаются различные разновидности электромагнитного поля: электростатическое, стационарное электрическое, вихревое электрическое и магнитное. Можно сопоставлять их свойства, находить в них общее и отличное. Сопоставлению подлежат магнитные свойства вещества (ферромагнетики, пара- и диамагнетики), свойства полей и вещества, ход лучей в линзах и зеркалах и т.д.  

Большое значение имеет и работа по систематизации знаний студентов. Так, перед изучением понятия внутренней энергии необходимо обобщить и систематизировать знания студентов, полученные  в школе: строение вещества, закон сохранения полной механической энергии, кинетическая и потенциальная энергия. Заканчивая изучение темы “Силы в природе”, можно предложить студентам систематизировать полученные знания по следующим параметрам: природа силы, ее направление, закон, которому она подчиняется. Систематизировать можно изучаемые понятия и единицы их измерения. Например, целесообразно провести систематизацию величин и их единиц по разделам      «Механика», «Молекулярная физика»,  «Электродинамика».

Решение физических задач должно быть направлено не только и не столько на усвоение и запоминание формул законов, а на обучение анализу тех физических явлений, которые составляют условие задачи, на поиски решения задачи, акцентировало бы внимание студентов на сущности полученного ответа и приема его анализа.

Существуют несколько приемов поиска принципа решения задач: аналитико-синтетический, алгоритмический, эвристический.

Ход рассуждений при аналитико-синтетическом приеме начинается с вопроса: что нужно знать, чтобы определить неизвестную величину в задаче? Может возникнуть следующий вопрос: каких данных не хватает для ответа на вопрос задачи и как их можно определить? После выполнения этого логического шага в ходе решения задачи вновь возникают вопросы: решена ли задача? Если нет, то каких данных не достает, чтобы ответить на вопрос задачи? Какие данные имеются, чтобы определить эти неизвестные величины? 
Поиск решения задачи окончен. Предстоит выполнить расчеты: выразить все неизвестные величины через известные и вывести общую формулу для определения искомой величины, проверить ее (совпадают ли наименования величин в левой и правой части выведенного уравнения), подставить данные и получить ответ. Получением ответа не заканчивается решение задачи, ответ нужно проанализировать. Выявить, правдоподобен ли полученный ответ.

Задачи могут решаться не только аналитико-синтетическим приемом, но и алгоритмически. Для типовых задач во многих темах курса физики может быть составлен свой перечень алгоритмических предписаний, руководствуясь которыми, студенты осуществляют поиск решения задачи.

В некоторых темах решение задачи возможно лишь на основе эвристического приема. При эвристическом приеме студент, после проведения анализа условия задачи и его записи, пытается найти ответ на такие вопросы: что требуется определить в задаче? Продвигает ли нахождение этой величины к достижению цели? Если нет, то в чем причина неудачи? Если да, то какую следующую величину можно определить? [1, с.12]

Каким бы приемом не решалась физическая задача, она требует от решающего активной мыслительной деятельности. Однако решение задач способствует развитию мышления студентов лишь в том случае, если каждый студент решает задачу сам, прилагая для этого определенные усилия. С целью развития мышления полезно предлагать задания по самостоятельному составлению задач. Такие задания могут быть весьма разнообразными. Например, составьте задачу, обратную той, что решена; составьте задачу на такую-то формулу и т.д.

Средством активизации познавательной деятельности студентов является физический эксперимент. В соответствии с рабочей программой  студенты должны выполнять большое количество фронтальных лабораторных работ. Фронтальные лабораторные работы развивают познавательную самостоятельность студентов, знакомят их с сущностью экспериментальных исследований, способствуют осмысливанию изучаемого материала и прочности его усвоения. В конце выполнения работы студенты должны самостоятельно сформулировать выводы.

Пример физического эксперимента.

На 1 курсе студентам предлагается провести наблюдения действия магнитного поля на ток.

Ход эксперимента:

1. Подвесить проволочный моток к штативу и через выключатель присоединить моток к источнику тока.
2. Поднести к висящему  мотку магнит и, замыкая цепь, наблюдать движения мотка.
3. Ответить на вопросы:

1. Куда направлено магнитное поле при различных вариантах взаимного расположения проволочного мотка с током и магнита?
2. Куда направлен ток в каждом случае?
3. Указать предполагаемое движение мотка

В результате выполнения эксперимента студенты делают выводы о правильности предположений о характере и направлении движения мотка.

Несомненно, средством активизации познавательной активности студентов, обеспечивающим переход от механического усвоения знаний к овладению умением самостоятельно приобретать новые знания, являются информационно-коммуникативные технологии (ИКТ). Физика включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует умения анализировать, сравнивать, выделять главное. В первую очередь речь идет о таких разделах, как «Механика», «Термодинамика», некоторые главы «Электродинамики», «Оптика»". К сожалению, многие обучающиеся не владеют необходимыми мыслительными навыками для глубокого понимания явлений, процессов, описанных в данных разделах. В таких ситуациях на помощь приходят современные технические средства обучения.

Информационные технологии позволяют в полной мере прививать навыки научно-исследовательской работы посредством организации исследовательской деятельности с использованием многообразия методов и форм самостоятельной познавательной и практической деятельности; развивать умения добывать информацию из разнообразных источников, обрабатывать ее с помощью компьютерных технологий; формировать умение кратко и четко формулировать свою точку зрения. Например, изучение темы «Магнитное поле, его свойства и характеристики» проходило методом опережающей самостоятельной работы. Студенты проводили исследование по определенному плану. Отчет о проделанной работе и ее результаты представлялись в виде презентации. Работа над презентацией, ее публичное представление, защита положительно влияют на развитие у студентов навыков общения с помощью информационно-компьютерных технологий, дают дополнительную мотивацию к изучению физики, способствуют повышению уровня восприятия информации. Анкетирование по изучению мотивации студентов показало, что 94% студентов считают, что при использовании ИКТ на уроках физики достаточно сложный материал воспринимается намного легче, что повышает эффективность обучения. [2, с.24]

Существует огромное число готовых программных продуктов и Интернет-ресурсов, которые могут быть использованы  преподавателем при проведении современных уроков с применением  информационных технологий. Примерами таких программ являются:

1. ElectroM – программа для создания, расчета и отображения в трехмерном виде электрических схем.
2. Живая Физика (Interactive Physics) - компьютерная проектная среда, ориентированная на изучение движения в гравитационном, электростатическом, магнитном или в любых других полях, а также движения, вызванного всевозможными видами взаимодействия объектов.
3. Репетитор Физика 1C - мультимедийный электронный учебник для школьного курса физики, содержащий демонстрацию физических явлений методами компьютерной анимации, компьютерное моделирование физических закономерностей, видеоматериалы, демонстрирующие реальные физические опыты, набор тестов и задач

      для самоконтроля, справочные таблицы и формулы. 

4. http://physics.nad.ru/physics.htm — анимация физических процессов по оптике, волнам, механике, термодинамике. Есть теория по каждой из предложенных тем, наглядный эксперимент крупным планом.
5. http://www.sci.aha.ru — Ресурс содержит большое множество справочных таблиц по физике: «Масса», «Скорость», «Энергия», «Данные о Земле, Солнце, Вселенной», «Физические константы», «Массы и размеры молекул», «Свойства газов, жидкостей и твердых тел» и многое другое.
6. http://elibrary.ru/ — Научная электронная библиотека содержит самые последние новости науки в виде небольших статей, которые обновляются ежедневно. Можно узнать все о самых последних открытиях в науке.
7. "Репетитор по физике Кирилла и Мефодия".

Главные достоинства всех этих программ  - это наглядное представление моделируемых физических явлений, подача текстовой информации с экрана (дикторский текст) плюс возможность многократного его повторения, гиперссылки, позволяющие быстро найти нужную информацию, наглядность физических законов, моделей, таблиц, плакатов, схем, иллюстраций.

Таким образом, использование различных методов активизации познавательной деятельности студентов позволяет рассматривать обучающегося !!! как центральную фигуру образовательного процесса. При этом преподаватель перестает быть основным источником информации и занимает позицию человека, организующего самостоятельную деятельность обучающихся и управляющего ею. Его основная роль состоит теперь в постановке целей обучения, организации условий, необходимых для успешного решения образовательных задач. Организация обучения на основе технологического подхода позволяет не только удовлетворять образовательные запросы каждого обучающегося в соответствии с его индивидуальными способностями, но и создавать условия для самореализации, саморазвития, самовыражения. [3, с.11]

Литература

1. Браверман Э.М.. Преподавание физики, развивающее ученика. Книга 1. - М.: Ассоциация учителей физики, 2003. – 400 с.
2. Поташник М.М. Требования к современному уроку. Методическое пособие.-М.: Центр педагогического образования, 2008. – 272 с.
3. Краевский В.В., Хуторской А.В. Предметное и общепредметное в образовательных стандартах // Педагогика. 2003. - № 3. – с.3-10.
4. Зверева Н.М.. Активизация мышления учащихся на уроках физики. – Москва: Просвещение, 1980. – 113 с.
5. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики. – Москва: Просвещение, 1983. – 160 с.
6. Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики. Книга для учителя. М.: Просвещение, 1985. – 128 с.