Выступление

на тему:

«Проблемное обучение на уроках физики»

Поготовил

учитель физики и информатики

Лавнюженков С.П.

январь 2022

ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Потребности общества определяют цель современной школы – сформировать человека, способного и готового к систематическому самостоятельному самообучению и саморазвитию.

Эта цель может быть достигнута через проблемное обучение, которое располагает всеми средствами активизирующими и интенсифицирующими деятельность учащихся и составляют главную идею и причину эффективности результатов.

В основе данного обучения лежит дифференцированный подход к ученикам с учетом их интеллектуального развития, уровня подготовки по данному предмету, уровня развития их способностей и задатков.

Практика использования проблемного обучения показывает, что при работе с подобными эффективными технологиями у школьников повышается интерес к предмету, раскрывается их познавательная активность, что естественно отражается на качестве знаний.

Проблемное обучение – создание особого пространства учебной деятельности, где ученик совершает субъектные открытия, приобретает новые знания, открытия. Организация учебных занятий должна предполагать создание под руководством учителя проблемной ситуации и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению. В результате происходит творческое овладение ЗУНов и развитие мыслительных способностей, т.е. обучение через открытие.

Возможные методы: 

• проблемная ситуация;
• создание противоречий.

Типы ситуаций: 

• неожиданность;
• две точки зрения – конфликт;
• опровержение;
• несоответствие;

На уроках возникают следующие проблемные ситуации:

• вызываемые и разрешаемые учителем;
• вызываемые учителем и разрешаемые учениками;
• самостоятельное формирование проблемы и решения.

Обязательное условие – проблема должна быть решена на уроке, дома можно только довершить. Только через проблемное изложение происходит развитие у учащихся творческих способностей.

Проблемное обучение в преподавании физики

Проблемное обучение, как и вообще обучение, - двусторонний процесс. Оно включает, с одной стороны, проблемное преподавание (сфера деятельности учителя), с другой - проблемное учение (сфера деятельности учащегося).

Проблемное преподавание - это деятельность учителя по постановке учебных проблем и созданию проблемных ситуаций, управлению учебной деятельностью учащихся в решении учебных проблем.

Проблемное учение - это особым образом организованная деятельность учащихся по усвоению знаний, в ходе которой они участвуют в поисках решения выдвинутых перед ними проблем.

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.

Для осуществления проблемного обучения необходимы следующие условия:

• наличие в учебном материале задач, вопросов, заданий, которые могут быть проблемами для учащихся;
• умение учителя создавать проблемную ситуацию;
• постепенное, планомерное развитие у учащихся умений и навыков выявлять и формулировать проблему и самостоятельно находить способы ее решения;
• специальная система подготовки учителя к уроку, направленная на выделение в учебном материале проблемных вопросов.

Осуществление проблемного обучения требует не только особой организации деятельности учителя, но и особой организации деятельности учащихся.

Действия ученика при создании учителем проблемной ситуации проходят в следующей логической последовательности:

• анализ проблемной ситуации;
• формулировка (постановка) проблемы или осознание и принятие формулировки учителя;
• решение проблемы: выдвижение предположений; обоснование гипотезы (обоснованный выбор одного из предположений в качестве вероятного пути решения проблемы); доказательство гипотезы (теоретическое или экспериментальное); проверка правильности решения.

В зависимости от степени сложности проблемы, индивидуальных особенностей и уровня развития мышления ученик может перескакивать» через отдельные этапы. Например, уяснив суть поставленной учителем проблемы, он может путем догадки сразу дать верный способ решения.

Возможно несколько способов выдвижения проблем. Рассмотрим некоторые из них.

1. Выдвижение проблемы в связи с изучением новых явлений, установлением новых экспериментальных фактов, не укладывающихся в рамки прежних представлений (или теорий). Например, в 8 классе при изучении электрических явлений у учащихся продолжительное время - на протяжении ряда уроков - формируют представление о том, что для возникновения тока необходим источник тока (гальванический элемент). Повторив условия существования тока, учитель предлагает их вниманию опыт с движением проводника в магнитном поле, показывающий, что можно получить ток в проводнике и без известных им источников тока (гальванических элементов и аккумуляторов). Возникает проблемный вопрос: «Почему это происходит?»

Выдвижение проблемы в данном случае осуществляется с целью повышения интереса учащихся к объяснению учителя и активизации их мышления в процессе восприятия нового материала.

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. Например: «Как определить массу деревянного шарика, имея в распоряжении только измерительный цилиндр с водой?»

Учащиеся до сих пор определяли массу с помощью рычажных весов, а учитель предлагает им решить эту задачу с помощью мензурки, которую до сих пор они использовали только для измерения объема тел.

4. Постановка вопроса, требующего установления связи между явлениями или величинами, характеризующими явление. Например, введя понятие о сопротивлении проводника, учитель обращается к классу с вопросом: «От чего зависит сопротивление проводника?»

Вопрос он ставит для того, чтобы ученики высказали свои предположения и предложили соответствующий эксперимент.

5. Постановка проблемного вопроса с целью привлечения имеющихся у учащихся знаний к решению задач практического характер. Например: «Что надо сделать, чтобы охладить молоко летом, не имея холодильника?» Проблема поставлена. Ученикам предлагают самим найти способ ее решения, используя ранее приобретенные знания.

Проблемное обучение при объяснении нового материала.

При объяснении нового материала используются в основном две формы проблемного обучения: проблемное изложение и поисковая (эвристическая) беседа. В первом случае проблему формулирует и решает сам учитель. Но он не просто «излагает материал», а размышляет вслух над проблемой, рассматривает возможные подходы к ее решению и пути решения. Одни из них он отвергает в процессе рассуждения как несостоятельные, другие принимает, развивает и приходит, таким образом, постепенно к верному решению. На таких примерах учащиеся учатся логике рассуждений при решении проблем, их анализу, глубже усваивают сам материал.

Значительно чаще, чем проблемное изложение, при изучении нового материала используют другую форму проблемного обучения - поисковую (эвристическую) беседу. Смысл ее состоит в привлечении учащихся к разрешению выдвигаемых на уроке проблем с помощью подготовленной заранее учителем системы вопросов.

Методика проблемного обучения в большой мере зависит от содержания учебного материала. Поясним это на примере изучения физических явлений, законов и теорий.

Проблемное изучение физических явлений.

Типичная схема изучения физических явлений в старших классах в наиболее полном виде выглядит следующим образом.

1. Наблюдение явления.

2. Выявление характерных особенностей явления.

3. Установление связей данного явления с другими, ранее изученными явлениями и объяснение природы явления.

4. Введение новых физических величин и констант, характеризующих изучаемое явление.

5. Установление количественных закономерностей, относящихся к рассматриваемому явлению.

6. Практическое применение изученного явления. Проблемный подход может быть использован в той или иной степени на всех этапах изучения физического явления. Однако наибольшие возможности для проблемного обучения открываются при выяснении природы явления. Покажем это на примере изучения явления самоиндукции в IX классе. Для проблемного изучения явления самоиндукции необходим «опорный» эксперимент, в котором бы явственно проступала основная особенность явления. Им может быть известный опыт с самоиндукцией при замыкании электрической цепи. Из опыта наглядно видна основная особенность явления: замедленное нарастание силы тока в ветви, содержащей катушку, при замыкании цепи. На первый взгляд учащимся кажется, что наблюдаемое явление противоречит закону Ома для участка цепи, поскольку они знают, что напряжение на ветвях параллельного соединения одинаково и одинаковыми были подобраны сопротивления ветвей (накал лампочек при помощи реостата устанавливался одинаковым). Возникает проблемная ситуация.

Так, постепенно в ходе поисковой беседы решается центральная проблема - выясняется природа явления самоиндукции.

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.

а) Если устанавливается количественный закон, то проблемный подход чаще всего состоит в привлечении учащихся к поиску общей идеи экспериментального исследования и планированию его отдельных этапов. Например, перед изучением закона Бойля-Мариотта учитель может поставить перед учащимися общую проблему: предложить идею экспериментального исследования зависимости давления газа от его объема (при неизменной температуре и массе газа).

После этого уточняются отдельные детали, например: как сравнивать объемы газа в процессе выполнения исследования? (Выясняют, что это можно сделать путем сопоставления высоты столбов газа в цилиндре при помощи укрепленной вдоль стенки цилиндра шкалы.) Как добиться, чтобы температура газа при изменении его объема не менялась? (Выясняют, что для этого нужно изменять объем достаточно медленно.) В заключение обсуждают последовательность выполнения исследования и воспроизводят соответствующие опыты.

Конечно, учащимся необходимо разъяснить, что «опытное установление» законов в школьных условиях весьма приблизительно, что в действительности законы устанавливаются только на основе очень точно поставленных и многократно проверенных опытов.

б) Если закон, устанавливаемый на основе опыта, носит качественный характер, то вместо проблем, предусматривающих проектирование эксперимента, часто оказывается целесообразным ставить проблемы, требующие от учащихся выявления общих, характерных особенностей и закономерностей в протекании физических явлений. В этом случае учитель демонстрирует последовательно несколько опытов, а перед учащимися ставит задачу выявить в этих опытах то общее, существенное, что характеризует демонстрируемое явление, т.е. установить закономерность в протекании явления. Например, учитель показывает серию опытов по электромагнитной индукции? для опытов используется прямоугольная катушка, состоящая из 30-40 витков тонкого медного провода) и ставит задачу сформулировать общее условие возникновения ЭДС индукции в замкнутом контуре. Результаты опытов по мере их выполнения учитель зарисовывает на доске. Учащиеся видят, что при одних движениях катушки ток возникает, при других - нет.

Сопоставляя результаты, они формулируют условие возникновения ЭДС индукции в контуре (т.е. закон электромагнитной индукции) в качественной форме.

Закон может быть получен теоретически на основе математических действий или как следствие из теории посредством последовательного проведения логического рассуждения. Например, закон сохранения импульса выводится аналитически, а закон фотоэффекта - путем логического рассуждения, опирающегося на основные положения квантовой теории света.

Решение проблемных задач

Проблемные задачи - это задачи творческого характера, требующие от учащихся большой самостоятельности в суждениях, поиска не испытанных ранее путей решения. Проблемные задачи эффективны, если школьники уже приобрели необходимые навыки и умения в решении задач по готовому образцу и наступает этап, когда нужно сделать эти знания активными. Таким образом, проблемные задачи используются обычно на завершающем этапе закрепления пройденного материала и при повторении. Задачи проблемного характера можно применять   в качестве домашних заданий и для решения в классе. В последнем случае особенно эффективными оказываются проблемные экспериментальные задачи, в особенности если они охватывают широкий круг вопросов по данной теме.

Проблемное обучение при выполнении домашних заданий.

Работа на уроке неизбежно ограничена во времени. Это часто не позволяет предложить учащимся достаточно сложные задания. Кроме того, не все виды проблемных заданий могут быть использованы на уроках. Например, задания на конструирование и изготовление приборов, постановку опытов, требующих длительного наблюдения или многократных проверок, и т. п. Поэтому домашняя работа проблемного характера не менее важна, чем работа, осуществляемая на уроке.

Основные виды проблемных домашних заданий. Исследовательские задания. Их можно разделить на задания теоретического характера и экспериментально - исследовательские задания.

Задания теоретического характера. Роль таких заданий в развитии теоретического мышления учащихся трудно переоценить. Но пока еще в практике преподавания они используются недостаточно. Только в специализированных физико-математических школах им уделяется некоторое внимание. Приведем два примера такого рода заданий.

1. Исследовать, какая зависимость должна существовать между внутренним сопротивлением генератора и сопротивлением нагрузки, чтобы отдаваемая им мощность во внешнюю цепь была наибольшей. Чему равен КПД генератора в этом случае?

2. Каково наименьшее возможное расстояние между предметом и его действительным изображением, создаваемым с помощью двояковыпуклой линзы? Сколько решений имеет задача? Когда задача не имеет решения?1

Экспериментально исследовательские задания. Такие задания предусматривают теоретическое объяснение или теоретическое предсказание результатов эксперимента. Поясним это примерами:

1. Нарисуйте на листе бумаги, приколотом к стене, яркую точку. Отойдите на некоторое расстояние и, прикрыв один глаз рукой, головкой спички, находящейся в вытянутой вперед руке, закройте точку. Это вам удастся сделать без труда. А теперь попробуйте вечером, когда на небе появятся звезды, закрыть таким же образом головкой спички одну из них, хотя бы самую маленькую. Как бы вы ни старались, на этот раз успеха не добьетесь. Почему?

Объяснение явления требует исследовательского подхода и должно учитывать два обстоятельства: 1) Любая звезда удалена от нас настолько далеко, что попадающие от нее в глаз наблюдателя лучи можно считать параллельными, 2) зрачок глаза имеет конечные размеры, а вечером, в темноте, он к тому же заметно расширяется.

2. Будет ли действовать выталкивающая сила на тело, погруженное в жидкость, в состоянии невесомости? Ответ обоснуйте. Попробуйте придумать проверочный опыт.

Учащимся следует напомнить, что в состоянии невесомости находятся не только искусственные спутники Земли и находящиеся в них тела, но вообще все свободно падающие тела, даже у поверхности Земли (Возможное решение: Погрузить в пробирку с водой ярко окрашенный поплавок, утопив его пальцем. Затем предоставить пробирке возможность свободно падать с некоторой высоты в подставленное внизу ведро с водой. Во время падения пробирки поплавок не всплывает. Это означает, что в состоянии невесомости выталкивающая сила со стороны жидкости на него не действует.)

Конструкторские задания. При выполнении таких заданий наряду с изготовлением конструкции важен теоретический поиск решения, который часто ведет к глубокому осмыслению нового или уточнению и закреплению пройденного. Так, например, при изучении мощности тока трудным для учащихся обычно является вопрос о зависимости потребляемой мощности от характера соединения проводников. Его осмыслению помогает работа над заданием: «Придумать конструкцию спирали электрического нагревателя, которая позволяла бы легко изменять его мощность в два раза».