Проблемне обучение как технология активизации познавательной деятельности обучающихся в условиях ФГОС ООО.
методическая разработка по физике

Проблемное обучение как технология активизации познавательной деятельности обучающихся в условиях ФГОС ООО.

Эпиграфом к своему сегодняшнему выступлению я взяла слова американского педагога Лоренса Питера – «Нет ничего нового под солнцем, но есть кое-что старое, чего мы не знаем».

А кое-что старое – это проблемный метод обучения учащихся на уроке. Эффективность проблемного обучения доказана теоретиками и хорошо осознана практиками.

Технология –   это такое построение деятельности педагога, в которой все входящие в него действия представлены в определенной целостности и последовательности, а выполнение предполагает достижение необходимого результата и имеет прогнозируемый характер.

Критерии технологичности

Образовательная технология должна удовлетворять основным требованиям

(критерии технологичности):

•   Концептуальность 
•   Системность 
•   Управляемость 
•   Эффективность
•   Воспроизводимость 

Проблемное обучение — это научно обоснованная система развития мыслительной деятельности и способностей учащихся в процессе обучения, охватывающая все основные виды учебной работы учащихся и определяющая оптимальные условия их развития.

Проблемное обучение

обеспечивает формирование у обучающихся целостной научной картины природного и социокультурного мира, отношений человека с природой, обществом, другими людьми, государством, осознания своего места в обществе, создавая основу становления мировоззрения, жизненного самоопределения и формирования российской гражданской идентичности личности

Причины эффективности

1. большая интеллектуальная активность учащегося, вызываемая познавательной потребностью – желанием найти искомое неизвестное, без которого он не сможет решить поставленную задачу. 
2. знания усваиваются как некие общие закономерности или способы действий, позволяющие использовать их и впредь при решении широкого класса других задач.

Концептуальность проблемной технологии

• Принцип проблемности или противоречия как основного механизма, активизирующего обучение ребенка – основополагающий для технологии проблемного обучения принцип;
• Процесс мышления происходит по одной и той же схеме как у взрослого, так и у обучающегося;
• Технология применима при условии, что проблемная ситуация находится в «зоне ближайшего развития».

На каком уроке наиболее полно раскрывается учитель? Убеждена, что на уроке изучения нового материала. И важнейшим показателем профессионализма является такая формулировка педагогического кредо: «Не давать информацию в готовом виде. Работать так, чтобы ребята сами открывали новые знания».

Самым основным в этом являются цели введения проблемного метода обучения на своих уроках:

- научить школьников объяснять физические явления (дети лучше усваивают не то, что получили готовеньким и зазубрили, а то, что открыли сами и выразили по-своему);

- научить школьников творческой деятельности (ребята больше думают, чаще говорят, активнее формируется мышление и речь);

- воспитание активной личности (ребята отстаивают собственную позицию, рискуют, проявляют инициативу, и в результате вырабатывают бойцовский характер).

А сейчас нам предстоит взглянуть на проблемное обучение с высоты птичьего полета. Для этого нужно обсудить место проблемного обучения в современном образовании, его надобность современной школе и прояснить его взаимосвязь с учителем.

Сколько существует проблемное обучение? Столько, сколько существует человечество. Потому что необходимость передавать потомкам накопленный опыт была, есть и будет всегда. Во второй половине 20 века человечество доросло до идеи развивающего обучения. Суть ее в том, что ЗУНы не могут быть единственной педагогической целью: школа должна всемерно развивать познавательные и творческие возможности учеников и воспитывать взрослеющую личность. Так был дан толчок к развитию особого направления, изучающего проблемное обучение. Рассвет исследований пришелся на 70-80-е годы, когда активно разрабатывались теоретические вопросы, и наметилось движение к технологии. У истоков этого метода стояли Мирза Исмаилович Махмутов, Инна Александровна Ильницкая, Алексей Михайлович Матюшкин. Вклад этих ученых в исследование проблемного обучения неоценим. Сегодня мы являемся свидетелями и участниками закономерного процесса, когда постепенно уходит в прошлое традиционная школа – школа объяснения знаний, а набирает силу школа нового исторического типа – школа развития. Ее важнейшей характеристикой является проблемное обучение. Что и дает основание утверждать: проблемное обучение – сегодняшний и завтрашний день нашего образования, это всерьез и надолго!

Везде ли и всем ли нужно проблемное обучение?

Да, везде и всем! И начальной школе, и средней школе и старшему звену. Эта технология для каждого учителя, независимо от того, какой предмет он преподает и в каком классе. Но вообще-то в жизни так не бывает, чтобы один рецепт годился для всех. Но технология проблемного обучения действительно универсальна: открывать знания можно на любом предмете и на всех школьных ступенях. Поэтому этот метод обучения может быть полезен учителям и первых и выпускных классов, и физикам и лирикам.

Проблемность как принцип обучения

          Проблемная ситуация характеризует определенное психологическое состояние учащегося, возникающее в процессе выполнения задания, для которого нет готовых средств и которое требует усвоения новых знаний о предмете, способах или условиях его выполнения. Условием возникновения проблемной ситуации является необходимость в раскрытии нового отношения, свойства или способа действия 

Компоненты проблемной ситуации

1. необходимость выполнения такого действия, при котором возникает познавательная потребность в новом неизвестном отношении, способе или условии действия

2. неизвестное, которое должно быть раскрыто в возникшей проблемной ситуации;

3. возможности учащихся в выполнении поставленного задания, в анализе условий и открытии неизвестного.

Учебная проблема – это возникший или поставленный перед субъектом вопрос, ответ на который заранее неизвестен и подлежит творческому поиску, для осуществления которого у человека имеются некоторые исходные средства

Проблемное обучение— двусторонний процесс.

Организация проблемного обучения имеет важное значение для развития мышления школьников, ибо «начало мышления» — в проблемной ситуации.

   Проблемное обучение предполагает организацию поисковой деятельности учащихся, овладение знаниями на основе активной умственной деятельности по решению задач проблемного характера, а также овладение методами добывания знаний.

Сущность проблемного обучения 

сводится к тому, что в процессе обучения в корне изменяется характер и структура познавательной деятельности учащегося, приводящее к развитию творческого потенциала личности учащегося. Главным и характерным признаком проблемного обучения является проблемная ситуация.

Правила создания проблемных ситуаций

- Преподаватель дает обучаемым практическое или теоретическое задание, выполняя которое, они должны получить новые знания или способы действий, которые надлежит усвоить по данной теме.

- Предлагаемое учащимся проблемное задание должно соответствовать их интеллектуальным возможностям, т.е. быть достаточно трудным, но разрешимым.

- При предъявлении проблемного задания преподаватель должен учитывать реальный уровень знаний обучаемых.

- В качестве проблемных заданий могут выступать учебные задачи, вопросы,  практические задания, которые должны ставить обучаемых в проблемные ситуации.

- Если обучаемые не смогли разобраться с проблемной ситуацией, то преподаватель должен сформулировать возникшую проблемную ситуацию и тем самым как бы зафиксировать ее, указать причины невыполнения задания и приступить к объяснению материала, необходимого для его решения.

Применение мотивирующих примеров

Действия ученика при создании учителем проблемной  ситуации :

• анализ проблемной ситуации
• формулировка (постановка) проблемы или осознание и принятие формулировки учителя
• решение проблемы: выдвижение предположений; обоснование гипотезы; доказательство гипотезы (теоретическое или экспериментально
• проверка правильности решения

Методы проблемного обучения

Исследовательский метод 

Основные этапы исследовательского процесса: 

выявление неизвестных фактов,

подлежащих исследованию; уточнение и

формулировка проблемы; выдвижение гипотез; составление плана исследования;

осуществление исследовательского плана,

исследование неизвестных фактов и их связей с другими, проверка выдвинутых гипотез; формулировка результата; оценка значимости полученного нового знания, возможностей его применения.

Отличие исследовательского метода:

Учебная проблема не является новой

истиной.

Стимулы учащихся к проведению исследования отличны от стимулов, побуждающих ученого к исследованию. 

Проблемного изложения

Учитель раскрывает перед учащимися путь исследования, поиска и открытия новых знаний, готовя их тем самым к самостоятельному поиску в дальнейшем.

проблемное изложение подготавливает базу для применения эвристического метода, а эвристический метод - для применения исследовательского метода.

Эвристическая беседа

Степень проблемности проявляется по-разному: цепочка вопросов, обращенных к опыту, знаниям, размышлениям учеников; «называние» темы , постановка проблемы, которую дети решают под руководством преподавателя, выдвигая гипотезу, формулируя возможные пути ее решения, совместно обсуждая ход и результаты решения, экспериментируя, подтверждая или опровергая выдвинутую гипотезу;

Несколько способов выдвижения проблем.

1. Выдвижение проблемы в связи с изучением новых явлений, установлением новых экспериментальных фактов, не укладывающихся в рамки прежних представлений (или теорий).
2.  Выдвижение проблемы на основе демонстрации опыта при изучении явления, которое может быть объяснено учащимися на основе ранее полученных знаний.
3. Выдвижение проблемы в связи с поисками нового метода измерения физической величины.
4. Постановка вопроса, требующего установления связи между явлениями или величинами, характеризующими явление.
5. Постановка проблемного вопроса с целью привлечения имеющихся у учащихся знаний к решению задач практического характера.

Проблемное обучение при объяснении нового материала.

Пример: Строение вещества. Чтобы вести разговор о том, что все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов) предлагаю объяснить факт исчезновения куска сахара в стакане с чаем. Оказывается, сахар не исчез, ведь сохранилось его отличительное свойство (чай стал сладким), вероятнее всего он распался на мельчайшие крупинки. Выдвигаем гипотезы, проверяем с детьми, насколько мала эта частица.

В 7 классе, кроме ситуаций из повседневной жизни, ставим эксперименты - как фронтальные, так и демонстрационные, использую фрагменты из художественной литературы.

Все тоже строение вещества, но теперь мы должны ввести новые положения, ранее для них неизвестные, чтобы углубить знания, расширить понятия и знакомимся с молекулярной теорией. Разговор происходит более осознанный - доказываем, что между молекулами есть промежутки:

Немецкий физик Роберт Кирхгоф сказал: «Нет ничего практичнее хорошей теории», ведь именно теория и есть та самая печка, от которой танцует технология проблемного урока.

Суть проблемного урока – творческое усвоение знаний. Напомню основные этапы проблемного урока:

1. первое звено творчества – постановка проблемы.
2. второе творческое звено – поиск решения. Выдвигаются самые разные гипотезы, но только одна из них выдерживает строгую проверку и превращается в решение. Именно в этот момент раздается «Эврика!», ибо действительно открыто новое знание. 
3. третье звено творческого процесса – выражение решения. Как подметил академик А.М.Матюшкин, мысль рождается голенькой и понятной только одному исследователю. Только в «одетом» виде она может стать достоянием других людей. Поэтому новое знание выражается соответствующим научным (физическим)  языком в общественно принятой форме.
4. четвертое звено творческого процесса – реализация продукта – представление продукта людям.

Французский антрополог Клод Леви-Стросс сказал: «Ученый – это не тот, кто дает правильные ответы, а тот, кто ставит правильные вопросы». И действительно, самое первое творческое звено проблемного урока – постановка учебной проблемы.

Хочу напомнить, что учебная проблема – это возникший или поставленный перед субъектом вопрос, ответ на который заранее неизвестен и подлежит творческому поиску, для осуществления которого у человека имеются некоторые исходные средства.

Учебная проблема существует в двух основных формах:

1. как тема урока;
2. как не совпадающий с темой урока вопрос, ответом на который и будет новое знание.

Следовательно, поставить учебную проблему, значит помочь ученикам самим сформулировать либо тему урока, либо не сходный с темой урока вопрос для исследования. Проблемная ситуация действительно возникла, если у класса появился эмоциональный отклик: ученики широко распахивают глаза и открывают рты, задумчиво почесывают затылки и недоуменно смотрят на учителя. И по реакции детей проблемные ситуации можно разделить на два больших типа: «с удивлением» и «с затруднением». Эмоциональное переживание возникает у школьников не абы когда, а в определенный момент урока – при столкновении с противоречием. Причем, не с каким угодно, а вполне с конкретным. Для этого классу предлагается вопрос или практическое задание на новый материал. Возникший в результате разброс мнений обычно вызывает у школьников реакцию удивления.

Пример: тема «Плавление», читаю ученикам отрывок из поэмы А.С.Пушкина «Руслан и Людмила»

На месте славного побега

Весной растопленного снега

Потоки мутные текли

И рыли влажну грудь земли…

О каком тепловом процессе сегодня пойдет речь на уроке?

Тема «Относительность движения», начинаю урок со стихотворения А.С.Пушкина «Движение».

«Движенья нет», - сказал мудрец брадатый.

Другой смолчал и стал пред ним ходить.

Сильнее бы не смог он возразить;

Хвалили все ответ замысловатый.

Но, господа, забавный случай сей

Другой пример на память мне приводит:

Ведь каждый день пред нами солнце ходит,

Однако ж прав упрямый Галилей.

Кто из мудрецов прав?

Тема «Сила трения», начинаю повествование:

«Ребята, всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий стоило нам удержаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет признать, что обычно земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль у нас возникает, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой».

О каком драгоценном свойстве земли идет речь?

Проблемное изучение физических  явлений. 

• Одинаково ли  будет  вести  себя  капля  подсолнечного  масла,  помещённая  на  поверхность  воды  и  капля  масла,  помещённая  на  поверхность  стола?
• - Предположим,  вы  решили  изготовить  аэроплан.  Из  чего  вы  будете  его  изготавливать?

     - Почему  вы  выбрали  именно  эти  материалы?

    - Что бы  что-то  создать,  изготовить какой-то  новый  материал,  что  нужно  знать?  

«Почему дрова зимой колются хорошо?", "Почему железные предметы кажутся на ощупь холоднее, чем деревянные, хотя температура окружающего воздуха одинакова?", "В холодильнике или в комнате быстрее отстоятся сливки от молока?", "Для уменьшения силы трения применяют смазку. Почему же плотники перед тем, как взять топор, смачивают руки?", "Почему весной, хотя солнце и хорошо греет, долго стоит холодная погода?»

Применение проблемного обучения вызывает у учащихся большой интерес к учебе, стимулирует учащихся преодолевать трудности, способствует более быстрому развитию творческого мышления и воображения.      

   Например, «продолжите фразу»

- если  капнуть  каплю  краски  в  стакан  с  водой,  то…

- если  открыть  флакон  с  духами,  то…

- если  нагреть  лёд,  то…

- если  сильно  сжать  два  кусочка пластилина,  то…

- если  капнуть  каплю  масла  на   воду,  то… 

- если  опустить  термометр  в  горячую  воду,  то…

Возьмём  воздушный  шарик.  Надавим  на  него.  

• Что  изменилось?
• -Какое  вещество  находится  внутри  шарика?
• -Из  чего  оно  состоит?
• - Изменилось ли  их  число
• -А сами  частицы  могли  уменьшиться в  размере?

- Тогда  как  вы  можете  объяснить  изменение  объёма  воздуха  в  шарике?  

Если  тело  сжимают,  то……….а  если ,например,    растягивают кусок  резины,  то…… 

«Зачем одевают кольцо золотое

На палец, когда обручаются двое?—

Меня любопытная дева спросила.

Не став пред вопросом в тупик,

Ответил я так собеседнице милой:

Владеет любовь электрической силой,

А золото — проводник!» (шотландский поэт Роберт Бёрнс) О каких явлениях и законах идет речь?

Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?

Проблемное изучение физических законов.

Физические законы, изучаемые в школе, по способу их установления можно разделить на следующие группы:

1. Законы, устанавливаемые экспериментально.

2. Законы, устанавливаемые теоретически. При опытном установлении физических законов открываются две возможности для применения проблемного подхода.

Проблемные задачи

Проблемные задачи позволяют ученику даже со слабыми вычислительными навыками не только почувствовать сложность физических явлений, но и понять их суть, побудить его к самостоятельному решению проблемы, ее осмыслению, попытаться поставить себя на место изобретателя, испытать удовлетворение от интеллектуального труда.

• Задача 1.
• Определить сопротивление реостата, произведя необходимые измерения и расчеты (количество витков, площадь поперечного сечения провода, радиус керамического основания).
• Задача 2.
•  Наэлектризовать разноименно два электроскопа, не прикасаясь к ним заряженным телом.
• Задача3:
• Дан электрозвонок постоянного тока, гальванический элемент, провода. Как соединить провода, чтобы замыкание цепи вызвало только один удар молоточка о звонковую чашку?

Итак, проблемная ситуация создана: школьники лоб в лоб столкнулись с противоречием и испытывают острое чувство удивления или затруднения.

Хорошо, но мало. Из проблемной ситуации надо еще достойно выйти. И не куда-нибудь погулять, а к учебной проблеме! А для этого стоит проделать с классом определенную мыслительную работу, которая  заключается в осознании противоречия и формулировании проблемы. Здесь возможны варианты: надо провести диалог, побуждающий учеников к осознанию противоречия.

Вот здесь надо учесть еще одну деталь, упустив которую, можно загубить все. После создания проблемной ситуации учитель, не ожидая милостей от природы (от учеников), разворачивает побуждающий диалог. И когда ученики предлагают свои версии учебной проблемы, может оказаться ситуация, что их мысль будет, не всегда безупречно, грамотно оформлена, или он может сказать что-то не относящееся к теме. Вот тут важно правильно реагировать на ошибки! Ведь стоит дать отрицательную оценку (не так, не правильно!) – и в другой раз ученик на диалог не пойдет. Поэтому лучше откликнуться таким образом – сделать кивок головой и сказать «так» - мысль ученика услышана и принята к сведению. Побуждаем других учащихся к переформулированию учебной проблемы – «кто еще хочет сказать?», «кто думает иначе?», «кто может точнее выразить эту мысль?».

И еще подготовимся к возможному сюрпризу, что несмотря на все педагогические усилия, проблемная ситуация так и не возникнет. Тогда подводим учащихся прямо к теме с помощью подводящего диалога – системы посильных вопросов и заданий, которые шаг за шагом приводят ученика к осознанию темы урока. В 10 классе при изучении темы «Тепловые двигатели и окружающая среда» веду с ребятами такой диалог:

- итак, на прошлом уроке мы проходили тему…

- тепловые двигатели

- вспомним: что такое тепловые двигатели, где они применяются, основной принцип работы…

- отвечают на поставленные вопросы

- может ли сегодня человек отказаться от использования тепловых двигателей?

- конечно, нет, без них нет цивилизации

- значит, тепловые двигатели – великое благо?

- да, но не совсем. Они наносят вред природе

- это аспект тепловых двигателей мы изучали?

- пока нет

- значит, какая сегодня будет тема?

- тепловые двигатели и окружающая среда

Как сказал американский журналист Эвви Неф, «каждая проблема имеет решение, единственная трудность заключается в том, чтобы его найти». Итак, учебная проблема поставлена и начинается вторая фаза проблемного урока – поиск решения. Учитель помогает ученикам открыть новое знание. Однако организовать открытие можно по-разному. Можно пустить класс путем проб и ошибок, а можно без гипотез подвести ученика к новому знанию.

В конечном же счете проблемный урок обеспечивает тройной эффект: более качественное усвоение знаний, мощное развитие интеллекта и творческих способностей и воспитание активной личности.

 Разница в учебной деятельности дает и разницу в результатах:

• У учащихся повысилась мотивация к изучению явлений природы;
• Повысился интерес к физике;
• Повысилось качество знаний;

И еще, применение отрывков из художественных произведений на уроках физики настолько повысили интерес учащихся и рост их познавательной активности, что учащиеся стали сами приносить мне литературные тексты с описанием физических явлений.

В поэме А.С.Пушкина «Руслан и Людмила» они нашли строки относящиеся к движению по окружности:

У лукоморья дуб зеленый,

Златая цепь на дубе том;

И днем и ночью кот ученый

Все ходит по цепи кругом…

Предложить определить частоту движения кота, если за одну минуту он делает 6 оборотов. Оцените период движения, угловую скорость кота при этом.

А вот иллюстрация колебательного движения.

…Бунтует вихорь в поле чистом

И на краю седых небес

Качает обнаженный лес…

Предлагаю подумать над вопросом, можно ли считать движения леса вынужденными колебаниями?

А иллюстрацию вынужденных колебаний нашли в стихотворении Ф.Тютчева:

Еще земли печален вид,

А воздух уж весною дышит,

И мертвый в поле стебль колышет,

И елей ветви шевелит…

        Достоинства и недостатки проблемного обучения

достоинства

1. обеспечивает особый тип мышления, глубину убеждений, прочность усвоения знаний и творческое их применение в практической деятельности.
2. способствует формированию мотивации достижения успеха
3. развивает мыслительные способности обучающихся

недостатки

1. в меньшей мере чем другие типы обучения применимо при формировании практических умений и навыков.
2. требует больших затрат времени для усвоения одного и того же объема знаний по сравнению с другими типами обучения.
3. не обеспечивает эффективного развития мыслительных способностей обучающихся потому, что базируется на закономерностях репродуктивного мышления, а не творческой деятельности.

«Знать что-либо наизусть – все равно, что не знать ничего; это значит владеть тем, что дано лишь на хранение памяти.»

                                      М.Монтень

На сайте  https://www.preobra.ru  стартовало общественное обсуждение проектов изменений в Федеральные государственные образовательные стандарты начального общего и основного общего образования.

Познакомиться с этими документами и принять участие в их обсуждении можно по ссылкам:

• ФГОС начального общего образования;
• ФГОС основного общего образования.

Несколько лет назад были приняты новые школьные стандарты. Однако жизнь не стоит на месте. Последние годы много говорится  об укреплении единого образовательного пространства страны, об уточнении результатов образования в соответствии с вызовами современного мира, о сокращении избыточной административной нагрузки на учителей. Всё это невозможно решить без обновления содержания образования. А это предполагает и конкретизацию образовательных результатов на уровне каждого учебного предмета, и обновление условий обучения, и установление ясного и короткого перечня школьной документации.

Все эти задачи призваны решить подготовленные изменения в Федеральные государственные образовательные стандарты. Самые востребованные изменения смогут предложить именно учителя-практики. Учёные провели свои разработки, сформулировали положения стандарта, но оценить их на предмет практического применения могут только учителя. Предлагаем учителям принять участие в обсуждении документов.

Обсуждение структурировано по разделам, соответствующим структуре предложенных изменений во ФГОС. В каждом из разделов задана примерная структура обсуждения, принимаются комментарии и предложения. Помощь в обсуждении окажут координаторы разделов – практикующие школьные учителя. Интернет-консультации продлятся весь апрель. После чего будет создана рабочая группа, которая обобщит результаты дискуссий на сайте, внимательно