Статья "ФОРМИРОВАНИЕ МЫСЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ"
статья по физике (7 класс)

 ФОРМИРОВАНИЕ МЫСЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Физика занимает важнейшее место среди естественных наук. Ее изучение способствует превращению отдельных знаний учащихся о природе в единую систему мировоззренческих понятий. Впервые учащиеся знакомятся с физической наукой в 7 классе и особенно важно, именно в этот момент, заинтересовать их и постараться заложить крепкий фундамент познания физики. Изучение физики в школьном курсе рассматривается как звено в формировании естественнонаучных знаний школьников. Обучающиеся знакомятся на экспериментальной основе с некоторыми простейшими физическими явлениями на уроках географии и естествознания. Это позволяет начать курс физики 7 класса с объяснения известных фактов и посвятить начальную ступень обучения физике более глубокому разъяснению явлений с использованием элементов физической теории, дальнейшему развитию мышления учащихся, формированию у них научных взглядов на природу.

Преподавание данного предмета имеет некоторые особенности, которые определяют в нем специфику межпредметных связей. Во-первых, изучение физики только начинается, поэтому школьники обладают еще небольшим запасом физических знаний. Во-вторых, учащиеся имеют некоторый математический аппарат (запас математических знаний), на который можно опираться учителю (понятие числа, буквенные обозначения величин, пропорции, решение уравнений, метод координат, построение графиков, округление числа, измерения площади и объема геометрических фигур). В-третьих, элементы физики учащиеся изучали в курсе других предметов, учились наблюдать, производить опыты с простейшими приборами. Все это надо учитывать преподавателю при подготовке к занятиям, а также при обучении основным навыкам решения физических задач, так как они являются неотъемлемой частью предмета.

В формировании у учащихся правильного естественнонаучного мировоззрения начальному курсу физики отводится определенная роль. Изучение некоторых основных понятий и явлений, таких, как «масса», «сила», «энергия», «инерция» и другие, их правильная современная трактовка, применения физической терминологии, раскрытие сущности понятий и явления позволяют корректировать знания учащихся, полученные ими из жизненного опыта и создавать систему научных знаний. Демонстрационный и самостоятельных физический эксперимент способствует созданию навыков в проведении наблюдений и опытов, пониманию экспериментального метода, а посильное применение теории к объяснению явлений дополняет понятие о научном методе познания.

На начальной ступени обучения физике закладываются основы политехнического образования и подготовка учащихся к практической деятельности. Эта задача решается путем ознакомления обучающихся с применением физики в технике и привития им практических умений и навыков. К ним относятся умения и навыки пользоваться при расчетах физическими формулами и единицами физических величин, определять лабораторным путем величины, устанавливать или проверять простые закономерности, пользоваться измерительными приборами.

Учащиеся должны решать задачи, так как в ином случае они не усвоят понятия и законы физики, либо их знания будут формальными. В процессе решения физических задач знания конкретизируются, создаётся понимание сущности явлений, физические понятия и величины приобретают реальный смысл, у ученика появляется способность рассуждать, устанавливать причинно-следственные связи, выделять главное и отбрасывать несущественное. Решение задач позволяет сделать знания учащихся осознанными, избавить их от формализма. Если при изучении многих других предметов отсутствует необходимость в решении задач, то в процессе обучения физике это неотъемлемая часть процесса. Можно сказать, что это самый точный критерий настоящего понимания физики. Тем не менее, многие учащиеся постоянно испытывают затруднения в данном вопросе. Как же им помочь, как научить их решать физические задачи? Один из способов – это привлечение межпредметных связей.

Первые азы знаний о физических явлениях учащиеся начинают получать в начальной школе, и далее в 5-6 классах. Курс математики младших классов формирует определенные умения, в частности измерение длины различными единицами измерения (километр, дециметр, сантиметр, миллиметр). В курсе математики 5 класса приводится формула для измерения длины пути s=vt и разбирается решение простых задач на определение скорости v и времени t. При этом используются общепринятые обозначения км/ч, км/мин, м/с. Однако, несмотря на умение решать простейшие уравнения, учащиеся недостаточно подготовлены к решению физических задач в общем виде и получению результата с подстановкой числовых данных.

Наряду с сообщением новых знаний методика преподавания физики отводит большое место их закреплению и использованию, в частности решению задач. Многочисленные исследования показали, что понятия формируются лишь в процессе решения задач, как в широком смысле- решения поставленной перед учеником проблемы, так и в узком смысле – решения задач, сформулированных учителем. Без применения этого метода нельзя представить себе преподавание физики в современной школе. Решение задач от простых к сложным олимпиадным вызывает интерес учащихся в науке в целом.

Однако на начальной ступени обучения физике, когда ученик только начинает постигать основы науки, когда ему нужно привить интерес, показать специфические методы, значения терминов, особенно важно, чтобы данный метод обучения решению задач, занял определенное место в системе обучения.

Решение любой задачи, в том числе и физической, предполагает мыслительный процесс. Мыслительный процесс начинается с осознания проблемной ситуации, с постановки вопроса. По мнению С.Л. Рубинштейна «первичный вид мышления - это мышление в действии и действием, мышление, которое совершается в действии и в действии выявляется» .

Мыслительные операции связаны с практической деятельностью человека в познании объективного мира. Важным средством активизации мыслительной деятельности является формирование положительной мотивации при изучении предмета, явления. Развитие мышления- это особая форма умственного труда результат, которого может быть связан с приятной эмоцией достижения цели или удивления от неожиданного ответа.

Мышление отражает предметы и явления действительности в их существенных признаках, связях и отношениях. Мышление имеет целенаправленный характер. Средствами решения задачи выступают такие мыслительные операции, как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение и классификация.

Сравнение – установление сходства и различия между предметами, явлениями или какими-либо признаками.

Анализ – это мысленное разложение целого на части или выделение строения исследуемого объекта, отдельных частей, признаков и свойств. Анализ процесса позволяет выделить в нем различные этапы.

Под синтезом понимается мысленное объединение частей, свойств, действий в единое целое. Синтез дополняет анализ и связан с ним - Л.Д.Столяренко и С.И.Самыгин . Умелое использование анализа и синтеза характеризует системность знаний и умение их практического применения человеком. Сформированность этих мыслительных операций – сравнение, анализ и синтез позволяет лучше справляться в решении задач.

В содержании задачи изложены некоторые данные и искомые величины, и в их соотношении и последующем разрешении заключается мыслительный процесс решения задачи. Чтение задачи, выделение в ней предмета, данных и искомых величин, преобладающим мыслительным процессом выступает анализ. Исходным при решении – синтез, мысленное объединение между условием и требованием задачи. Анализ же совершается в рамках этого объединения через синтез. С физиологической точки зрения основой указанного процесса является формирование определенной системы условных связей. В основе формирования умения решать задачи лежат устойчивые системы временных условных связей. При выполнении отдельных операций может преобладать либо анализ, либо синтез, как основные закономерности мыслительной деятельности. Таким образом, для успешного овладения умением решать задачи важно развивать все мыслительные операции, необходимые для их решения.

Решение задач является мыслительным процессом, что позволяет выделить аналитический, синтетический, аналитико-синтетический и эвристический  метод , как было ранее сказано.

В чистом виде аналитический и синтетический методы встречаются крайне редко, оба эти метода проявляются одновременно, дополняют друг друга. Анализ и синтез - две стороны единого метода познания. На первом этапе рассмотрения задачи, ее прочтения производится анализ. Затем классификация – объекта, явления, физических величин, известных по условию задачи и которые необходимо найти. Синтез включается для переформулирования задачи в другом виде. Как в другой более понятной постановке, или в виде рисунка, так и в отдельных вопросах, на которые необходимо ответить, чтобы решить задачу. На разных этапах метода возникают различные мыслительные операции.

Главная сложность для учителя заключается в том, что активная мыслительная деятельность учащихся не всегда имеет внешние проявления, а очень часто скрыта от непосредственного наблюдения учителя. Труднейшей проблемой, часто решаемой на практике интуитивно, является проблема управления мыслительной деятельностью при решении задач. Зная психологические закономерности умственной деятельности, учитель может не только предъявлять учащимся хорошо подготовленную учебную информацию, не только сообщать готовые знания, но и формировать поэтапно развивающийся мыслительный процесс.

Теория поэтапного формирования умственных действий, основанная известным психологом П.Я. Гальпериным, лежит в основе деятельностного подхода к обучению физике.

Суть подхода заключается в следующем:

1. Кроме знаний, которыми должны овладеть учащиеся, определяются действия, соответствующие этим новым знаниям. Учитель должен научить учащихся выполнять эти действия.

2. Четко определяются последовательность учебных действий обучающихся, при которых каждое новое действие базируется на результатах выполнения предыдущего, а также последовательность организующих действий учителя.

При реализации деятельностного подхода на любом занятии учителем планируется и организуется самостоятельное выполнение  обучающимися действий по формированию и применению физических знаний.

Например, успешное усвоение понятий обучающимися достигается при условии, когда в процесс формирования включаются определенные этапы:

- Выделение существенных признаков понятия на основе наблюдений за изучаемыми объектами, работы с учебником, анализа графиков, формул, фотографий;

- Синтезирование существенных признаков в определении;

- Уточнение признаков понятия посредством выполнения специально подобранных упражнений по варьированию несущественных признаков класса, отделению существенных признаков от несущественных;

- Установление связей и отношений данного понятия с другими понятиями;

- Применение понятия в решении задач разного типа;

- Классификация понятий и их систематизация.

Важнейшим дидактическим средством организации мыслительной деятельности учащихся является решение физических задач.

Для решения задач особо важное значение имеют логические приемы мышления. Несмотря на то что они являются общеучебными, метапредметными, и к моменту изучения физики в школе учащиеся должны ими хорошо владеть, практика показывается, что это не всегда так. Поэтому на уроках решения задач нужно не только их использовать, но и продолжить их формирование.

В процессе решения задач учащиеся приобретают умения и навыки применять свои знания для анализа различных физических явлений в природе, технике и быту; выполнять чертежи, рисунки, графики; пользоваться справочной литературой; использовать физические приборы при решении экспериментальных задач.

Решение задач несет и воспитательный характер. С помощью задач можно познакомить учащихся с передовыми технологиями и идеями, с новейшими открытиями, а также обратить внимание на достижения современной науки и техники. Воспитательное воздействие задач заключается еще и в том, что они являются хорошим средством для воспитания трудолюбия, усидчивости и настойчивости.

Решение задач – это нелегкий труд, несущий как творческую радость и любовь к предмету, так и горечь разочарования, и потерю интереса к предмету. Поэтому необходимо подбирать задачи таким образом, чтобы подогревать интерес учащихся к предмету. Подбирать задачи по принципу «от простого к сложному».