Доклад «Проблемное обучение на уроках физики»

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

 

по теме:

Проблемное обучение на уроках физики

 

 

 

Учитель физики: Доморощин А.С.

Первая квалификационная категория

Содержание.

 

Вступительная часть.

Структура и содержание курса физики с точки зрения задач проблемного обучения.

Способы создания проблемных ситуаций. Процесс решения учебных проблем.

Проблемное обучение при объяснении нового материала.

Зависимость проблемного обучения от характера изучаемого материала.

Проблемное обучение при использовании физического эксперимента и самостоятельного эксперимента учащихся.

Проблемное обучение при решении физических задач.

Проблемное обучение при выполнении домашних заданий.

Используемая литература.

 

 

Вступительная часть.

Согласно современной концепции образования выделим некоторые методологические основания нового воспитания:

- отношенческий подход провозглашает основным содержанием воспитания систему отношений к миру и жизни

- деятельностный подход указывает на единственно возможный путь формирования личности - на активную деятельность самого ребенка.

- аксиологическое основание обуславливает ценностную направленность указанного содержания – формирование отношений к наивысшим ценностям жизни. Их формирование предполагает определенные знания детей о мире и умения взаимодействовать с окружающим миром. “Знания”, “умения” и “отношения” как содержательные слагаемые воспитательного процесса не есть сумма равноценных слагаемых, они находятся в определенной взаимосвязи и соподчинении.

Зная о ценностях жизни, умея взаимодействовать с ценностным миром, высоко оценивая этот мир, развивающийся человек ежемоментно ориентируется на окружающие его ценности и содействует их утверждению в реальной жизни. Суть воспитания – в отношениях к миру, которые обеспечиваются знаниями о мире и умениями взаимодействовать с миром.

Основное различие между проблемным и традиционным обучением усматривают в целях и принципах организации учебного процесса. Цель проблемного обучения – усвоение не только основ науки (как в сложившемся типе обучения), но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие познавательных и творческих способностей школьника. В основе организации проблемного обучения лежит принцип поисковой, учебно-познавательной деятельности ученика, т. е. принцип “открытия” им научных фактов, явлений, законов, методов исследования и способов приложения знаний на практике.

Вместе с тем проблемное обучение нельзя представить, как непрерывную цепь самостоятельных “открытий” учащимися новых законов, явлений. Оно предполагает оптимальное сочетание репродуктивной и творческой деятельности школьников по усвоению системы научных понятий и методов исследования, способов логического мышления. При проблемном обучении не исключается объяснение учителя и решение учениками тренировочных задач и упражнений для выработки необходимых умений и навыков. Проблемное обучение, как и любой другой метод преподавания, не универсально, однако оно представляет собой важную составную часть современной системы обучения.

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.

 

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.

Таким образом, 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.

Сущность проблемной ситуации составляет несоответствие между уже усвоенными знаниями, умениями и теми фактами и явлениями, которые необходимо объяснить. Не всякая проблемная ситуация становится учебной проблемой, хотя каждая проблема содержит проблемную ситуацию. К примеру, вопрос учителя: “Чем объясняется поверхностное натяжение в жидкостях?”, заданный семиклассникам, создает проблемную ситуацию, но поиск ответа им еще недоступен, и она переходит в учебную проблему, решение которой возможно лишь в 10 классе. Трудности анализа проблемной ситуации должны быть посильными для учащегося, и у него должно возникать желание преодолеть их, между тем решение проблем не сразу доступно всем школьникам.

Важный и ответственный этап проблемного обучения – создание проблемной ситуации. Главным средством для этого служат проблемные вопросы, однако, на уроках физики с этой целью можно использовать демонстрационный и мысленный эксперимент, фронтальные опыты, экспериментальные задачи и т.д. Для успешной постановки проблемы, она должна содержать познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызвать чувство удивления при сопоставлении нового с неизвестным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков. Проблемный вопрос должен содержать противоречивость информации и вызывать необходимость и желание сравнивать, рассуждать, анализировать данные, обобщать их, т. е. искать закономерность. Так, например: “Почему тонет брошенный в воду гвоздь, а тяжелое судно плавает?” будет проблемным, а вопрос: “Почему тела плавают?” будет информационным, поскольку он требует для ответа лишь знаний.

 

Структура и содержание курса физики с точки зрения задач проблемного обучения.

Главная цель проблемного обучения – при минимальных затратах времени получить максимальный эффект в развитии мышления и творческих способностей учащихся, поэтому вопрос об отборе нужных (наиболее ценных) проблем, связанных между собой в единую систему, нельзя решать в отрыве от структуры и содержания материала.

При отборе проблемных заданий для самостоятельного выполнения необходимо учитывать, что:

• самостоятельное выполнение проблемных заданий ведет к глубокому усвоению учениками соответствующих вопросов курса и способствует интенсивному умственному развитию учащихся;

  на выполнение таких заданий затрачивается больше времени.

Поэтому обязательные для всего класса проблемные задания целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо обеспечить особенно глубокое и прочное усвоение материала. Понятно, что речь идет о наиболее важных и принципиальных вопросах курса: об основных физических понятиях и явлениях, о законах. В этих случаях дополнительные затраты времени себя оправдывают.

При составлении системы главных проблем необходима последовательность действий.

Определение стержневой идеи данного раздела, которая вытекает из общих целей и задач обучения и воспитания в процессе преподавания физики с учетом конкретного физического материала.

Например, в оптике – развитие представлений о природе света.

Выделение основных этапов в развитии центральной идеи.

Формулировка проблем, решение каждой из которых создает переход от одного этапа к другому. Это – главные проблемы в системе проблемного обучения (при объяснении нового материала), вскрывающего логику и закономерности развития науки. Они позволяют учащимся понять, что « внутренними пружинами» развития науки являются противоречия между господствующей научной концепцией и новыми опытными фактами, которые она не в состоянии объяснить; преодоление этих противоречий и означает движение науки вперед (появление новых идей и физических теорий).

В 7 – 8 классах система главных проблем, определяющих характер проблемного обучения, строится не на основе реальных исторических проблем, возникающих в физике, а на основе «чисто» учебных проблем.

 

Способы создания проблемных ситуаций.

Нередко одна и та же проблема может быть поставлена различными способами. Интерес и познавательная активность учащихся будут зависеть от того, как ставится проблема, каким путем учащиеся «вводятся» в проблемную ситуацию.

 

Ситуация неожиданности создается при ознакомлении учащихся с явлениями, выводами, фактами, вызывающими удивление, кажущимися парадоксальными, поражающими своей необычностью.

Ситуация конфликта используется в основном при изучении физических теорий и фундаментальных опытов.

Ситуация предположения состоит в выдвижении учителем предположений о возможности существования какой – либо новой закономерности или явления с вовлечением учащихся в исследовательский поиск.

Роль учителя при этом состоит в том, чтобы направлять ход обсуждения в

нужное русло, не задерживаясь подолгу на ошибочных соображениях.

Ситуация опровержения создается в тех случаях, когда учащимся

предлагается доказать несостоятельность какой – либо идеи, доказательства,

проекта, опровергнуть антинаучный вывод и т.п.

Ситуация несоответствия возникает в тех случаях, когда жизненный опыт,

понятия и представления, стихийно сложившиеся у учащихся, вступают в

противоречие с научными данными.

Например, поставив перед учащимися вопрос, производит ли атмосферный

воздух давление на находящиеся в нем тела, и получив отрицательный

ответ, учитель может провести какое – либо возражение, не носящее пока

характера доказательства: «ведь вода оказывает давление на погруженные в

нее тела, почему же воздух не может оказывать давления?».

 

Здесь можно выслушать все «за» и «против», попытаться найти теоретическое решение, а затем подумать над идеей опыта, с помощью которого можно окончательно решить возникшую проблему. Таким опытом может быть любой из известных опытов, наглядно убеждающий в существовании атмосферного давления, например, опыт с магдебурскими тарелками.

Ситуация неопределенности возникает в тех случаях, когда предъявляемое проблемное задание содержит недостаточно данных для получения однозначного решения. В этом случае учащийся должен обнаружить недостаточность данных. И ввести дополнительные, либо провести исследование и определить границы, в которых может изменяться искомое неизвестное.

Не всегда возникает необходимость в применении таких способов. Нередко сформулированная учителем проблема своим содержанием уже вызывает интерес учащихся, вовлекает в активную познавательную деятельность, т.е. создает проблемную ситуацию.

• Процесс решения учебных проблем.

1 этап. Постановка проблемы.

Уяснение сути проблемы, ее формулировка, возможно постепенное уточнение. Перед демонстрацией опытов можно задать вопросы: что произойдет, если…; что будет, когда…?

2 этап. Прогнозирование. Выдвижение гипотез.

3 этап. Разработка способов проверки гипотезы и ее осуществление. При обучении физике можно выделить два основных способа:

теоретическое обоснование гипотезы;

экспериментальное доказательство.

 

Проблемное обучение при объяснении нового материала.

• Проблемное изложение.

При проблемном изложении новой темы учитель часть программного материала излагает сам, формулирует познавательную проблему, которую надо решить на уроке, а затем предлагает ученикам прочитать в учебнике информацию, дополняющую его рассказ (это может быть параграф, либо выборочные места из него). Здесь учитель ставит перед учениками ряд вопросов, которые они могут найти в тексте. Далее учащимся предлагается ответить на проблемный вопрос, выдвинутый в начале урока, сопоставив рассказ учителя и материал учебника.

Учителю важно

продумать возможности предлагаемого материала для создания проблемной ситуации, а также способ выдвижения познавательной проблемы;

отобрать материал для рассказа учителя и для самостоятельного чтения учащихся;

построить учебный материал так, чтобы в изложении учителя была поставлена проблема и сформулирована гипотеза, а решение проблемы ученики нашли бы в учебнике (отбор аргументов, иллюстрированных фактов, доказательств);

продумать, как и чем можно дополнить информативный материал учебника для создания проблемной ситуации;

сформулировать проблемный вопрос или вопросы, направляющие самостоятельное аналитическое чтение учебника учениками.

Учащиеся должны делать конспективные записи изложенного (можно в форме плана). Учителю следует обдумать, что ученики должны записать.

При проблемном изложении часто оказывается полезным разделять материал на отдельные логические связанные части. После изложения каждой части, следует дать возможность учащимся задать вопросы.

• Поисковая беседа (эвристическая беседа).

Смысл поисковой беседы – привлечение учащихся к разрешению выдвигаемых на уроке проблем с помощью подготовленной заранее учителем системы вопросов.

Пример по изучению вопроса о давлении газа.

Домашнее задание к такому уроку включает повторение вопроса о различии в молекулярном строении веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.

1 этап – актуализация имеющихся у учеников знаний, подготовка базы для построения беседы.

Учитель. Тело сохраняет объем, но легко меняет форму. В каком состоянии

находится вещество, из которого состоит тело?

Ученик. Это жидкость.

Учитель. Можно ли газом заполнить половину сосуда. Ответ обоснуйте.

Ученик. Нельзя. Молекулы газа движутся свободно, и поэтому газы

заполняют весь объем сосуда.

Учитель. Сравните твердое и газообразное состояния вещества, назвав

характерные свойства и дав им объяснение.

Ученики. Проводят сравнение.

Учитель. На прошлом уроке мы говорили о давлении, которое оказывают на

опору твердые тела, о значении давления в природе и технике. А

газы, которые, как вы сейчас говорили, имеют иные свойства и иное

молекулярное строение, - оказывают ли они давление на стенки

сосуда, с которым соприкасаются.

Этот вопрос проблемный, ответ на него не содержится в прежних знаниях, и на данном этапе служит для постановки учебной проблемы.

После демонстрации опыта беседа продолжается.

Учитель. Почему наблюдается раздувание камеры?

Этот вопрос проблемный. Он вызывает интеллектуальное затруднение. Ученики должны догадаться, что мы наблюдаем. Это бывает трудно сделать.

Тогда учитель продолжает.

Учитель. Есть ли молекулы внутри камеры?

Как можно объяснить сохранение формы камеры до откачивания

воздуха?

Как объяснить раздувание камеры при откачивании воздуха?

И так далее…

Особенно эффективен этот метод на начальном этапе изучения физики. Он позволяет поддерживать интерес к проблеме исследования и стимулировать мышление.

при объяснении нового материала.

Рассмотрим пример создания проблемной ситуации на уроке физики по теме “Диффузия” в 7классе.

Учащимся предлагается определить скорость диффузии запаха в помещении и сравнить ее со скоростью движения молекул, которая сообщается ученикам. Скорость молекул примерно 400 м / с, она соизмерима со скоростью пули.

После расчета скорости диффузии учащиеся получают результат: примерно 25 см /с. Для расчета им необходимо вспомнить, как рассчитать скорость, зная путь и время. Возникает проблема: почему скорость диффузии много меньше скорости молекулы?

Учащиеся выдвигают свои гипотезы и пытаются объяснить данный факт, используя первоначальные сведения о строении вещества.

В данной ситуации учитель может подвести к правильным выводам не напрямую, а косвенно, проведя аналогию: представьте себе, что каждый из вас молекула и вам надо преодолеть расстояние от одной стены до другой, сначала вы делаете это в пустом помещении, а затем с преградами(молекулами), которые совершают хаотичное движение. После обсуждения данной проблемы совместными усилиями приходим к выводу о том, что молекула запаха преодолевает столкновения и взаимодействия с другими молекулами, при этом теряя скорость.
 

 

Зависимость проблемного обучения от характера изучаемого материала.

• Проблемное изучение физических явлений.

Схема изучения физических явлений.

Наблюдение явления.

Обычно наблюдение явления осуществляется с помощью демонстрационных опытов. Учитель должен поставить перед учащимися определенные задачи. Например, подметить характерные особенности и их объяснить.

Выявление характерных особенностей явления

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

Введение новых физических величин и констант, характеризующих изучаемое явление.

Установление количественных закономерностей, относящихся к рассматриваемому явлению.

Практическое применение явления: объяснение природных явлений, применимость в технике, применение при решении задач и выполнении лабораторно – практических работ.

 

Пример.

Изучение явления атмосферного давления можно начать демонстрацией опыта – прогибание резиновой пленки под действием атмосферного давления.

Учащиеся понимают, что прогибание пленки связано с откачиванием воздуха из цилиндра, а с внешней стороны на пленку действует какая – то сила. Постепенно они приходят к выводу, что прогибание пленки можно объяснить только давлением на нее окружающего воздуха. После этого они сравнительно легко отвечают на вопрос учителя: «Почему до откачивания воздуха из цилиндра пленка не прогибалась?».

Учитель показывает еще два опыта.

подъем воды в цилиндре вслед за поршнем;

раздувание резиновой камеры, помешенной под колокол воздушного насоса, при откачивании воздуха из-под колокола.

Учитель просит учащихся предсказать результат второго опыта.

Общий вывод, который делают учащиеся из опытов: атмосферный воздух производит давление на все находящиеся в нем тела.

Далее, естественно, возникает новый проблемный вопрос: как объяснить существование атмосферного давления? При направляющей помощи учителя учащиеся выясняют природу атмосферного давления.

• проблемное изучение физических законов.

Изучаемые в школе физические законы по способу их установления можно разделить на группы.

законы, которые устанавливаются экспериментально;

законы, которые устанавливаются теоретически.

Пример.

Можно провести опыты с шаром Паскаля, а потом сформулировать проблемный вопрос: почему возникают струи жидкости, ведь поршнем подействовали на воду в цилиндре; почему длина струй одинакова; почему струи вырываются со всей поверхности шара?

• проблемное изучение физических теорий.

Проблемное изучение особенно эффективно при изучении фундаментальных вопросов курса, которые носят характер обобщений, раскрывают существо важнейших идей и понятий физики.
 

 

Проблемное обучения при использовании физического эксперимента и самостоятельного эксперимента учащихся.

 

при использовании физического эксперимента.

 

Рассмотрим пример создания проблемной ситуации на уроке физики “Плавание тел” в 7классе.

Перед учащимися находится три сосуда с жидкостью, в которых помещены три одинаковых тела,

например, яйца: в первом сосуде тело плавает на поверхности, во втором находится внутри жидкости, в третьем тело на дне.

Вопрос: Почему одно тело ведет себя по-разному? От каких факторов зависит поведение тела в жидкости?

Учащиеся предлагают много версий, но не все они отражают суть, поэтому сами учащиеся выбирают из всех самые доказательные. Так как, во всех случаях тела одинаковые, то можно сразу исключить параметры тела, остается жидкость, следовательно, условия плавания связаны с жидкостью.

Таким образом, зная о существовании силы тяжести и силы Архимеда, учащиеся приходят к выводу о соотношении этих сил, а так же связывают это с плотностью тел и жидкости. На доске делаем чертеж данного опыта и подбираем соотношение сил, после каждого рисунка делаем вывод: тело тонет, если…и т.д.

 

Самостоятельный эксперимент учащихся на уроках физики осуществляют в форме лабораторных работ, фронтальных опытов и физического практикума.

• • фронтальный эксперимент.

Фронтальные лабораторные работы и опыты (или фронтальный эксперимент) составляют основу практической, экспериментальной подготовки при обучении физике. Здесь широкие возможности для проблемного обучения.

На экспериментальных работах (даже без инструкции) учащиеся могут решать небольшие проблемы. Лабораторные работы проблемного характера необходимы.

В общем виде фронтальный проблемный эксперимент включает следующие элементы:

6. нахождение общей идеи решения экспериментальной проблемы;

   составления плана исследования;

   выполнение работы;

   обработка полученных результатов;

   формулировка вывода.

 

 

• проблемный эксперимент учащихся как способ изучения нового материала.

Пример.

При изучении архимедовой силы учащимся предлагают следующие задания.

Основные.

Исследовать зависимость выталкивающей силы от:

объема тела;

плотности жидкости.

Дополнительные.

Исследовать, зависит ли выталкивающая сила от:

плотности тела;

формы тела;

глубины погружения.

Если объем материала очень большой, то можно проблемный эксперимент разбить на дифференцированные задания. Класс делится на группы. Каждый ученик должен уяснить свою часть задания, и весь исследуемый вопрос.

проблемный эксперимент при повторении и закреплении пройденного материала.

Здесь исследовательская задача должна охватывать принципиальные вопросы курса.

Типы проблемных заданий, используемых при закреплении и повторении материала.

задания, цель которых – закрепление только что изученного вопроса темы.

обобщающие задания.

Целью этих заданий являются повторение группы связанных между собой вопросов темы или всей темы.

• роль и место теории при выполнении учащимися проблемных экспериментальных заданий.

В большинстве случаев физические исследования соединяют две части – экспериментальную и теоретическую. Теория либо объясняет результаты экспериментальных исследований, либо служит основанием для постановки исследований (проверки теоретически предсказанных результатов)

Проблемные вопросы исследовательского характера можно поставить на уроке физики по теме “Сила трения” в 7 классе.

Перед учащимися ставится вопрос: От каких факторов зависит сила трения? Для того, чтобы решить эту проблему, учащимся необходимо самостоятельно предложить ход работы и выбрать необходимое оборудование.

Учащиеся уже знакомы с измерением силы трения с помощью динамометра, поэтому они предлагают параметры, от которых зависит сила трения:

масса тела (т.е. брусок необходимо нагружать)

поверхность, по которой движется брусок (это может быть дерево, обложка тетради, поверхность книги, пол-линолиум, линейка и т. д.)

После проведения данного эксперимента учащиеся делают вывод: “ сила трения зависит о.

На уроке по теме: “ сопротивление проводника” учащиеся должны четко представлять, от каких параметров зависит сопротивление.

Ученики предлагают различные параметры и логику своих рассуждений. Например:

от длины проводника

Учащиеся должны хорошо понимать, что для того чтобы найти зависимость от какого либо параметра, необходимо остальные параметры уровнять.

Чем больше длина, тем большее сопротивление приходиться преодолевать электронам при прохождении по проводнику, следовательно, R1>R2

Следовательно, сопротивление прямо пропорционально длине

от толщины

от рода проводника

Таким образом, учащиеся, имея теоретические данные, смогли предположить результат эксперимента и сделать вывод.

Диагностическая деятельность учителя рассматривается как процесс, в ходе которого он систематически наблюдает за учащимися, проводит анкетирование, беседы и др., обрабатывает и анализирует их с целью повышения эффективности образования.

 

 

Проблемное обучение при решении физических задач.

Решение задач занимает важное место и является одной из наиболее эффективных форм изучения и закрепления теоретического материала и развития мышления. Проблемность обучения при решении физических задач предполагает систематическое применение в процессе обучения творческих задач, задач – проблем.

Проблемная или творческая задача – это задача, в которой сформулировано определенное требование, выполнимое на основе знания физических законов, но в которой отсутствуют какие- либо прямые и косвенные указания на те физические явления, законами которых следует воспользоваться при решении этой задачи.

Адаптацию школьников к окружающей среде можно считать основополагающим компонентом обучения, его результат - эффективное (действенное)усвоение содержания учебного материала. Оно возможно в том случае, когда этот материал используется, не как средство достижения внешних по отношению к ученику целей, не принятых или не осознанных им, а как способ совершенствования своей концепции мира, своего места в окружающей среде.

Поэтому в процессе обучения очень важно формулировать и решать такие задачи, которые являются значимыми с точки зрения ученика.

Недостаток традиционного обучения состоит в том, что в основном ученикам приходится отвечать на вопросы, которые они сами задавали.

Мне кажется, что проблемное обучение помогает организовать учебный процесс таким образом, что учащиеся могут сами задавать вопросы и находить на них ответы самостоятельно или с помощью учителя.

Поскольку мы рассматриваем адаптацию к окружающей среде только в процессе обучения физике, то ограничимся только рукотворной средой, которую называют техникой.

Приведем некоторые средства достижения целей адаптации: объяснение природных физических явлений, знакомство с принципом работы бытовых приборов, лабораторные работы, дискуссии, изготовление физических приборов, физико-технические кружки, экскурсии на производство, вечера, полевые физические практикумы и т.д.

Я считаю, что создание проблемных ситуаций на уроках физики, позволят повысить интерес школьников к изучению физики, уровень обученности и умении решать возникающие проблемы.

Чтобы успешно жить, необходимо постоянно познавать и активно действовать. Познание окружающей школьника среды – основа жизни как настоящей, так и последующей. Именно по характеру взаимоотношений учащихся с людьми, природой и техникой можно сделать вывод об уровне физического образования человека, о его компетентности.

Известно, что решение задач для учащихся является едва ли не самым сложным процессом при изучении физики. Мало того, что сам по себе он весьма трудоемкий, но и методика обучения порой такова, что эта учебная деятельность не вызывает интереса у учащихся.

Рассмотрим пример творческого процесса при обучении учащихся решению задач по теме: “Механическое движение” в 7 классе.

Задача: Автобус движется по дороге со скоростью72 км/ч в течение 2 часов. Какой путь он пройдет?

Данная задача не вызывает затруднений у учащихся, после решения им предлагается изменить условие, что бы искомой величиной была скорость или время.

Далее предлагается ребятам заменить объект движения в задаче, исходя из реальной ситуации. Для этого учащиеся могут воспользоваться таблицей скоростей в учебнике.

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. Такие задачи позволяют ученикам сопоставить получаемый ими результат с ранее изученным материалом, сделать выводы, задуматься.

Примером таких задач могут быть следующие:

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.

Задача 3: Дан электрозвонок постоянного тока, гальванический элемент, провода. Как соединить провода, чтобы замыкание цепи вызвало только один удар молоточка о звонковую чашку?

Решение таких задач опытным путем дает возможность учащимся изученные закономерности применить к анализу реальных явлений.

Рассмотрим еще один пример создания проблемы при решении задачи по теме "Соединение проводников".

Задача 4: Определите силу тока, текущего через каждый резистор в цепи, схема которой изображена на рисунке, если напряжение на зажимах 6 В, а сопротивление резисторов R1=R2=R3=6 Ом.

Эта задача более сложна, так как сразу не видно, как соединены проводники - это как раз и служит началом проблемной ситуации.

В задачах такого вида, главным действующим лицом являются учащиеся. Они, решая проблему, сами выдвигают гипотезы, доказывают их и проверяют.

Проблемная ситуация в педагогике, в отличие от психологии, рассматривается не как состояние интеллектуального напряжения, связанного с неожиданным "препятствием для хода мысли", а как состояние умственного затруднения, вызванного в определенной учебной ситуации, объективной недостаточностью ранее усвоенных учащимися знаний и способов умственной или практической деятельности для ответа на возникший познавательный вопрос. Вопрос- это неожиданное затруднение всегда удивляет, озадачивает человека и стимулирует умственный поиск.

Проблемные вопросы - это такие вопросы, с помощью которых создается проблема. Проблемный вопрос, как и проблемная задача, является характеристикой объекта мышления. Вопрос может входить в структуру проблемной задачи, выполняя функцию ее требования, и выступать как относительно самостоятельная форма мысли, как отдельное проблематизированное высказывание, требующее ответа. Проблемный вопрос отличается от информационного тем, что он ориентирован на противоречивую ситуацию и побуждает к поиску неизвестного, нового знания.

Приведем для примера теоретический вопрос, который задается после изучения закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников.

Вопрос: Определите, как изменяется сила тока в ветвях параллельного соединения при уменьшении сопротивления одной из его ветвей (неразветвленная часть цепи тоже содержит резистор)?

Чтобы ответить на этот вопрос, учащиеся проходят несколько этапов. Отметим эти этапы:

1. Прежде всего, выясняют, как изменится сопротивление параллельного соединения и сопротивление всей цепи.

2. Выясняют, как изменилась сила тока в неразветвленной части цепи.

3. Выясняют, как изменилось падение напряжения на проводнике в неразветвленной части цепи.

4. Выясняют, как изменилось падение напряжения на параллельном участке.

5. Выясняют, как изменился ток в ветвях, сопротивление которых не изменилось.

6. Выясняют, как изменился ток в ветви, сопротивление которой уменьшилось.

7. Проверяют решение проблемы.

В процессе решения проблемных ситуаций, учащиеся сами добывают недостающие для решения знания, при этом они проходят все этапы научного познания мира: от выдвижения гипотезы до ее проверки, постигают логику открытия.

 

Проблемное обучение при выполнении домашних заданий, примеры проблемных ситуаций и учебных проблем.

• О значении проблемных домашних заданий.

Так как время урока ограниченно, то 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. домашние проблемные задания открывают более широкие возможности развития одаренных и интересующихся физикой учеников. Для «слабых» учащихся полезные несложные проблемные индивидуальные задания, но цель их иная: заставить учащихся поверить в свои силы, пробудить интерес к физике.

Исследовательские.

Конструктивные.

Рационализаторские.

Задания, в которых требуется обнаружить и устранить физическую ошибку.

Задания на проектирование физических опытов.

Задачи на отыскание физических способов решения практических задач.

• Основные типы домашних проблемных заданий.

 

Примеры проблемных ситуаций и учебных проблем.

Предположим мы выбрали метод постановки учебной проблемы с помощью опыта по обнаружению выталкивающей силы.

Тело подвешено к пружине, растяжение которой фиксируется стрелкой –указателем на штативе. При опускании тела в воду пружина сокращается.

В чем дело? Создана проблемная ситуация.

Для анализа проблемной ситуации учащиеся актуализируют знания. И высказывают мысль о том, что в воде на тело действует выталкивающая сила. Формулируется учебная проблема: узнать, от чего зависит значение этой силы и выяснить ее природу, выяснить как можно ее измерить.

Ученики высказывают предположение и их правильность можно тут же подвергнуть экспериментальной проверке. Учащиеся обычно полагают, что выталкивающая сила зависит от объема тела, от его массы и от глубины погружения тела в жидкость. Далее проделывают опыты. Измеряют выталкивающую силу при погружении в воду двух тел равных масс, но разных объемов (равенство масс проверяется с помощью весов) и устанавливают факт зависимости выталкивающей силы от объема погруженного в жидкость тела. Вывод записывают.

Измеряют выталкивающую силу при погружении в воду двух тел равных объемов, но разных масс, и устанавливают независимость выталкивающей силы от массы погруженного в жидкость тела. Вывод записывают.

Опровергается на опыте и гипотеза о зависимости выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.

Учитель наводящими вопросами также подводит учащихся к выводу о зависимости выталкивающей силы от плотности жидкости, если учащиеся не догадываются об этом. Опыт с погружением тела в пресную воду и в крепкий раствор поваренной соли подтверждает предположение. Вывод записывают.

Сложные опыты для организации проблемной ситуации мало подходят. И занимательные опыты не могут быть использованы, если содержащийся в них «казус» не понятен ученику.

Например, всегда вызывает интерес опыт «Фонтан в пустоте». Однако проблемную ситуацию он не создает. Ибо учащиеся считают, что вода бьет в сосуд лишь потому, что там нет воздуха. Хотя существенным здесь является наличие атмосферного давления.

Использование качественных задач для развития общеучебных умений и навыков.

Это могут быть задачи следующих типов:

узнать, какие данные необходимы для определения какой-либо величины;

устранит причину независимого явления;

сконструировать прибор или устройство заданного назначения и т.п.

Примеры.

Как уменьшить, не отливая жидкости, ее давление на дно и стенки сосуда?

Налейте в стеклянный сосуд (в стакан или банку) произвольное количество воды. Сделайте необходимые измерения и рассчитайте давление на дно сосуда.

Допустим, вам нужно показать на опыте, что давление металлического цилиндра на влажный песок (или глубина его погружения в песок) зависит от площади опоры цилиндра. Какие два из трех цилиндров вы выберите? Объясните, почему вы выбрали именно эти цилиндры?

Последняя задача способствует пониманию такого важного метода экспериментального исследования как: чтобы исследовать зависимость одной величины У от другой Х, надо менять Х и наблюдать - прямо или косвенно – за изменением значений У; при этом все остальные величины, от которых зависит У, должны быть неизменным.

 

Гвоздь вбивают в деревянный брусок. От чего зависит глубина, на

которую гвоздь войдет в дерево за один удар молотка?

Ответы учащихся:

только от силы удара;

только от площади острия гвоздя;

от силы удара, площади острия и твердости дерева;

от давления гвоздя на брусок и твердости дерева.

Какой ответ правильный?

Заметим, что в приведенной задаче не один, а два верных ответа. Поэтому ее использование помогает научить не только отличать правильное от ошибочного, но и видеть одну и ту же суть за разными формулировками.

 

 

Литература.

Р.И Малафеев: «Проблемное обучение физике в средней школе». – Москва «Просвещение» 1980.

Н.М. Зверева: «Активизация мышления учащихся на уроках физики». – Москва «Просвещение» 1980.

Л.А.Иванова: «Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики». - Москва «Просвещение» 1983.

Журнал «Физика в школе» 1993.

Балашов М. М. О природе 7 класс М. Просвещение, 1991

Балашов М. М. О природе 8 класс М. Просвещение, 1991

Бугаев А. И. Методика преподавания физики в средней школе М. Просвещение, 1981

Зуев П. В. Повышение уровня физического образования в процессе обучения школьников УрГПУ Екатеринбург, 2000

Зуев П. В. Простой физический эксперимент как средство формирования естественнонаучных умений у учащихся Свердл. обл. ИУУ, Екатеринбург, 1992

Ланина И. Я. Не уроком единым. Развитие интереса к физике М. Просвещение, 1991

Махмутов М. И. Организация проблемного обучения в школе М. Просвещение, 1977

Нормативно-правовые и концептуальные документы о развитии образования