Применение технологии проблемного обучения на уроках физики
статья по физике

Проблемное обучение на уроках физики

Современные стандарты требуют в школьных образовательных программах вместо простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику постановки приоритетных целей школьного образования. Педагог уже осознал, что сейчас необходимо научить ученика самостоятельно осуществлять деятельность обучения, ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Другими словами – учителю необходимо сформировать у обучающегося умение учиться. Поэтому на первый план выходит личность ученика, а учитель, выполняя заказ общества, должен вовлекать каждого обучающегося в активный познавательный процесс.

 ФГОС ориентирует новое образование на достижение повышения качества, соответствующего современным запросам личности, общества и государства. Следовательно, решением данной проблемы является поиск и использование новых педагогических технологий, в частности, технология проблемного обучения, которая считается личностно-ориентированной, потому что в ней осуществляется индивидуальный и дифференцированный подход к обучению каждого школьника, а также обучение школьников в сотрудничестве.

 В основу проблемного обучения легла идея американского психолога, философа и педагога Джона Дьюи (1859—1952), который в 1894 году основал в Чикаго опытную школу, в которой основу обучения составлял не учебный план, а игры и трудовая деятельность. Методы, приемы, новые принципы обучения, применявшиеся в этой школе, не были теоретически обоснованы и сформулированы в виде концепции, но получили распространение в 20-30 годах XX века. Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность. В результате этого происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками и развитие мыслительных способностей.

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.

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.

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.

Анализ передового педагогического опыта, методической литературы, наблюдений и экспериментальной работы позволяет выделить дидактические требования к созданию проблемных ситуаций:

1. Учебная проблема должна быть связана с изучаемым материалом и вытекать из логики познавательного процесса.

 2. Проблемы должны создавать познавательные трудности, которые возникают из объективных противоречий, свойственных изучаемому материалу.

 3. Проблемные вопросы должны быть посильны для обучающихся.

 4. Проблемный вопрос обязательно должен побуждать к высказыванию новых идей.

5. Проблемные вопросы должны опираться на предыдущий опыт и имеющиеся знания.

 6. Основным своим содержанием проблема должна направлять познавательный поиск обучающихся.

7. Проблемные вопросы должны влиять на эмоциональное состояние обучающихся, заинтересовать их содержанием и методами решения, активизировать деятельность учеников, положительно повлиять на мотивацию обучения.

При создании проблемных ситуаций также следует учитывать уровень знаний учеников, психологические особенности и интеллектуальные возможности. В противном случае, учащиеся могут потерять интерес к решению проблемы, т.к. она окажется им не по силам.

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.

Система приемов создания проблемных ситуаций.

 1. Ситуация неожиданности возникает при ознакомлении учеников с фактами, явлениями, опытами, выводами, которые вызывают удивление, кажутся необычными, парадоксальными. Например, задаю вопрос: «Может ли кипеть вода при комнатной температуре?», который служит основой для создания проблемной ситуации. Показывая известный опыт, демонстрирующий кипение воды при комнатной температуре, преподаватель создает ситуацию неожиданности.

 2. Ситуация конфликта используется в основном при изучении физических теорий и фундаментальных опытов. Такие ситуации часто возникали в истории развития физики. Например, изучение интерференции волн учитель начинает с демонстрации волн на воде. Ученики наблюдают фронты волн от точечного вибратора, а затем от двух точечных когерентных вибраторов. При этом возникает конфликт — ученики наблюдают «застывшие» фронты волн в виде симметричных полос. Почему картина из динамической стала статической и изменила свой вид? Рассматривая этот конфликт, ученики изучают суть явления интерференции волн.

3.Ситуация предвидения заключается в выдвижении учителем гипотезы о возможности существования определенной закономерности или явления с вовлечением учеников в исследовательский поиск. Например, делаю такой прогноз: «Известно, что возникновение электрического тока всегда сопровождается появлением магнитного поля. Можно ли получить обратное явление: вызвать электрический ток в проводнике с помощью магнитного поля?» Обсуждая разные варианты решения проблемы, ученики в 9 результате обсуждения приходят к изучению известного опыта М. Фарадея, связанного с открытием явления электромагнитной индукции.

4.Ситуация опровержения создается тогда, когда обучающимся предлагается доказать неосуществимость какой-либо идеи, проекта, доказательства, антинаучного вывода. Например, предлагается доказать невозможность создания определенного проекта вечного двигателя, или существования на Земле насекомых слишком больших размеров, или движения со скоростью, превышающей скорость света в вакууме, и тому подобное.

5.Ситуация несоответствия заключается в том, что жизненный опыт учеников, понятия и представления, сложившиеся у них стихийно, вступают в противоречие с научными данными. Например, при изучении архимедовой силы предлагается такой вопрос: «Есть два одинаковых сосуда, доверху заполненных водой. В одном из них плавает деревянный брусок. Какой из этих сосудов более тяжелый?» Обучающиеся считают, что тяжелее будет сосуд, в котором плавает брусок (поскольку добавляется лишнее вещество). Некоторые считают, что тяжелее будет сосуд без бруска (сосуды заполнены доверху, а плотность дерева меньше плотности воды). Взвешивание сосудов показывает, что вес их одинаков. Почему? Решение этой проблемной задачи приводит к установлению закона плавания тел.

6.Ситуация неопределенности возникает тогда, когда предложенное проблемно - задание имеет недостаточно данных для получения однозначного ответа. Например, известно, что сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры. Задаю вопрос: «Как будет изменяться сопротивление полупроводников (или электролитов) при нагревании?» Обучающиеся не могут дать однозначный ответ в связи с тем, что им неизвестно, как будет вести себя новое вещество (полупроводник или электролит) с повышением температуры, какие процессы, изменения в состоянии вещества будут сопровождаться нагреванием. Во время решения проблемной задачи формируется понятие о зависимости сопротивления полупроводников (электролитов) от температуры.

 В практической работе часто случается так, что предложенная преподавателем проблема настолько увлекательна и актуальна, что своим содержанием вызывает заинтересованность обучающихся, активизирует их мышление, то есть создает проблемную ситуацию. Проблемное обучение направлено на самостоятельное открытие знаний учащимися. Организация проблемного урока базируется на принципе проблемности. Цели и содержание традиционного обучения ориентированы на усвоение учащимися знаний, умений и навыков. Методы и приёмы, используемые при проблемном обучении, также направлены на освоение знаний учащимися. Однако при проблемном обучении уделяется больше внимания на воспитание навыков творческого применения знаний, т.е. умение применить полученные знания в новой ситуации и умение решать возникшие проблемы.

Важными функциями проблемного обучения являются развитие творческих способностей учащихся, развитие практических навыков использования знаний и повышение уровня освоения учебного материала. Творческое развитие – неотъемлемая часть проблемного обучения.

Проблемное обучение помогает реализовать цели и задачи программы ФГОС по физике, такие как овладение, умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; практически использовать физические знания; оценивать достоверность естественнонаучной информации.