Технология проблемного обучения
статья по физике на тему

Учитель физики Аксенова Е.Б.

МБОУ СОШ №38 г.Шахты

Технология проблемного обучения на уроках физики

Преподавание физики открывает возможности для активизации мышления обучающихся в процессе обучения благодаря особенности физической науки  и ее связи с научным миром. Эффективными способом активизации мышления обучающихся является проблемное обучение. Создание проблемных ситуаций, их анализ, активное участие обучающихся в поисках путей решения поставленной учебной проблемы активизирует мыслительную активность обучаемых и поддерживает познавательный интерес.

Изучение нового материала начинается с постановки учебной проблемы

Проблемное обучение выделяет в процессе постановки учебной проблемы определенные этапы.

Начальный этап – создание проблемной ситуации.

Следующий этап – анализ этой ситуации. Для анализа проблемной ситуации обучающийся должен актуализировать имеющиеся знания. Актуализация знаний предполагает воспроизведение и отбор знаний, нужных для решения данной проблемы или задачи. Анализ ситуации приводит к осознанию сущности затруднения и формулировке проблемы. Мыслительный процесс начинается с того, что сама проблемная ситуация подвергается анализу.

Активизировать мышление обучающихся при постановке учебной проблемы путем предварительного рассказа о значении рассматриваемого явления можно благодаря физической науки. Сегодняшние школьники получают информацию из многих каналов: телевидение, Интернет о современных достижениях науки и техники. Это приводит к тому, что сообщаемые им сведения не являются для них новыми и что поставленные проблемы на уроке при изучении физических явлений помогут ученикам понять и объяснить  увиденное ранее.

Так при изучении механики девятиклассники узнают об основной задаче механики: определение положения движущегося тела в любой момент времени. Постановка этой задачи, пока знаний по механике у обучающихся нет, звучит для них абстрактно. Нужно привлечь к ней школьников, показать значимость ее решения. Например, что решение основной задачи механики необходимо при вычислении траектории полетов баллистических ракет, искусственных спутников Земли и межпланетных станций. По мере этих полетов решается основная задача механики, вносятся коррективы в траекторию полета, благодаря чему станции достигают цели.    

Перед изучением действия магнитного поля на движущийся заряд в 11 классе можно отметить, что знания, полученные на уроке, позволяют понять принцип действия ускорителе заряженных частиц, тем самым понять принцип работы адронного коллайдера.

Эффективность этого приема обусловлена тем, что он позволяет осуществить связь изучаемого с жизнью.

Для выдвижения учебной проблемы играет большую роль и физический эксперимент. Методика включения эксперимента на уроке может быть разной. Проведя эксперимент можно подводить учеников к цели урока, или с помощью предварительной демонстрации физического явления можно ставить учебную проблему, которая будет разрешена не на данном уроке, а по мере изучения курса. Так, на уроке по изучению электрических явлений в 8 классе в серию опытов по электризации тел можно включить опыт по перезарядке электроскопа: при постепенном приближении к электроскопу, имеющему небольшой заряд, тела с большим зарядом другого знака угол между листочками электроскопа сначала уменьшается до нуля, а потом снова растет. Учащимся по мере изучения материала заметить тот момент, когда полученные знания уже позволяют  объяснить этот опыт.

В данном примере этот момент наступит к концу следующего урока. В 10 классе постановка подобной проблемы может быть рассчитана на больший интервал времени. Например, при изучении электрического поля в 10 классе можно поставить эксперимент. Между вертикально расположенными на расстоянии 10 см друг от друга дисками раздвижного конденсатора помещают шарик от  настольного тенниса, подвешенный на шелковой нити. Диски присоединяют к бортам электрофорной машины. Наблюдают, как при зарядке конденсатора шарик притягивается к ближайшему к нему диску. Затем шарик покрыть тонким слоем графита и замечают, что поведение шарика изменяется. Теперь он колеблется между дисками. Объяснить наблюдаемые явления обучающиеся смогут, лишь изучив поведение проводников и диэлектриков электрическом поле.

Это все примеры постановки учебной проблемы при помощи эксперимента как на первой, так и на второй ступени обучения физике, при подходе к изучению фундаментальных разделов, и отдельных тем курса физики. Интерес нового и активизация мышления и мыслительной активности возникает тогда, когда новое может вступить в связь с прошлым опытом. Закрепляет материал, если к показанному опыту обратиться еще раз по мере рассмотрения нового материала, предложив обучающимся объяснить этот опыт уже на базе полученных знаний. Заинтересовать новой проблемой  и сформулировать проблему можно и с помощью задач. Перед изучением в 10 классе конденсаторов можно предложить обучающимся подсчитать емкость Земли. Зная, что электроемкость уединенного шарообразного проводника равна в сантиметрах его радиусу, учащиеся находят: С= 6400 км - 710 мкФ.

После этого расчета учащимся показывают конденсатор размером с наперсток, на котором указана емкость 1000мкФ. В чем дело? Как удается получить небольшого тела емкость, равную емкости земного шара? Создана проблемная ситуация. Проводится анализ ситуации. Учащиеся вспоминают с помощью наводящих вопросов, что известно им об электроемкости проводника, о зависимости электроемкости от окружающих тел. Учитель акцентирует внимание на этом факторе и формулирует учебную проблему: можно ли создать систему проводников, электроемкость которой будет большой и не будет зависеть от окружающих тел?

Постановка учебной проблемы с помощью задач не только стимулирует у учащихся интерес к новому материалу, но и дает возможность закрепить имеющиеся знания и осуществить связь полученных ранее знаний с новыми. Для постановки учебной проблемы можно использовать и вопросы-задачи. Постановка некоторых вопросов до изучения темы будет способствовать активизации познавательной активности обучающихся. Так при изучении давления в жидкости и газе 7 класс ставится вопрос: почему для подводных лодок существуют предельные глубины погружения?

При изучении влажности воздуха в 10 классе предлагают вопросы: почему летом обычно роса выпадает перед ясной погодой? Почему, входя с мороза в комнату, приходится протирать очки? Преподаватель отмечает, что изучение новой темы поможет разобраться в поставленных вопросах.

Для активизации познавательного интереса к изучаемому и активизации мышления обучающихся на первом этапе учебного процесса – при выдвижении учебной проблемы  определяется содержанием обучения, психологическими особенностями возраста учеников, уровнем подготовки обучающихся.

На этапе поиска учебной проблемы можно применить методы эвристический, исследовательский.

Эвристическую беседу можно охарактеризовать как вопросно-ответный метод. Учитель задаёт логически связанные вопросы, а ученики – отвечают. Результатом эвристической беседы является решение проблемы. Вопросы, которые задаёт учитель в ходе беседы, являются этапами решения проблемы.

Поэтому новый вопрос в процессе эвристической беседы формулируется после решения предыдущего вопроса, т.е. вытекает из ответа на предыдущий вопрос. Каждый решённый вопрос в процессе беседы – часть решения общей проблемы. Таким образом, структурными элементами эвристической беседы являются вопросы и ответы. Вопросы беседы актуализируют знания учащихся, чтобы найти ответ, ученики должны опираться на полученные ранее знания. Ответ ученика в эвристической беседе рассматривается как его личный опыт, поскольку он не знал готовый ответ и не видел его в учебной литературе или не слышал от учителя.

Так в 7 классе при изучении темы строения вещества ученики говорят о том, что твердые тела сохраняют форму и объем, а газы не сохраняют. Твердые тела трудно сжать, в то время как газы легко сжимаются. Обучающие указывают причины этого: взаимное расположение молекул газа, характер их движения и взаимодействия.

Метод эвристической беседы особенно эффективен в 7, 8 классах при еще недостаточно устойчивом внимании обучающихся. Этот метод позволяет поддерживать интерес к проблеме исследования и стимулировать мышление.

Исследовательский метод – это способ организации поисковой, творческой деятельности обучающихся по решению новых для них проблем.  

Деятельность учителя заключается в постановке проблемы, контролирования работ обучающихся, проверки выводов и их обсуждении.

Исследовательский метод активизирует познавательную деятельность обучающихся, способствует формированию прочных знаний, повышение интересу к предмету. Применение этого метода в обучении помогает ученикам овладеть методами научного познания, пробуждает в них потребность в творческой деятельности.

Исследовательский  метод позволяет выбрать интересующую тему и принимать участие обучающихся в научно-практических конференциях со своим научно-практическими проектами как на городском так и в региональных, федеральных конференциях, повышает интерес к естественнонаучным предметам.

Литература:

1. Э.Браверман. «Личностно-ориентированный подход в обучении физике». М. «Ассоциация учителей физики». 2004.

2. «Урок физики в современной школе», составитель Э.Браверман. М., «Просвещение», 2000.

3. Махмутов М.И. «Проблемное обучение». М. Педагогика. 1975.