Развитие творческого и исследовательского мышления учащихся на уроках физики через проблемный подход в обучении.

Развитие творческого и исследовательского мышления учащихся на уроках физики через проблемный подход в обучении.

"Жить - значит иметь проблемы,

а решать их - значит расти

интеллектуально"

Дж. Гилфорд

Что же легло в основу применения мной этого метода? Наверное, всем хорошо известная ситуация, когда маленький ребёнок пытается узнать строение своей любимой игрушки, а на предложение взрослого отвечает: «Я сам». Как правило, к школе у многих ребят желание узнать непонятное, угасает. А это неправильно. Человек должен постоянно интеллектуально развиваться. Находить выход из сложных ситуаций. Правильно мыслить. Традиционное обучение, как правило, обеспечивает учащихся системой знаний и развивает память, но мало направлено на развитие мышления, навыков самостоятельной деятельности. А задача педагога состоит в том, чтобы ребёнок не был простым сосудом, в который помещаются знания, а был активным добытчиком этих знаний. Поэтому в своей работе учителя физики я использую методику проблемного обучения. Проблемное обучение активизирует мыслительную деятельность учащихся, формирует познавательный интерес к предмету. Физика - один из тех предметов, при изучении которого можно активно реализовывать данную методику.

Основное различие между проблемным и традиционным обучением усматривают в целях и принципах организации учебного процесса. Цель проблемного обучения – усвоение не только основ науки, 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. 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 современного урока. Проблемное обучение соответствует духу развивающего обучения, задаче развития творческих способностей и познавательной самостоятельности учащихся, превращения их знаний в убеждения. 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.

Что же лежит в основе проблемного обучения? Конечно же - проблема. Проблема, которая ставится перед учащимися - задание, задача, теоретический или практический вопрос, требующий разрешения.

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. Проблемной ситуацией, на уроке физики можно использовать демонстрационный 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.

Таким образом, я считаю, что создание проблемных ситуаций на уроках, делает урок более значимым, так как это следует логике процесса научного познания.

Ф – Г – М – Э

(факты – гипотеза – модель – эксперимент)

Предметные знания, сами по себе, по моему убеждению, являются в большинстве случаев “мертвым грузом”, которые в дальнейшей жизни многие ученики не используют, а умение выдвигать гипотезы, решать проблемы дает возможность им плодотворно работать. При этом решается главная задача обучения - формирование активного, самостоятельного, творчески мыслящего человека. Применение проблемного обучения вызывает у учащихся интерес к учебе, стимулирует к преодолению трудностей, способствует более быстрому развитию творческого мышления и воображения. Безусловно, все сказанное не исключает необходимости информационно-сообщающего изложения учебного материала. В практике школьного обучения следует разумно сочетать приемы и методы обучения, исходя как из конкретной цели урока, так и из общих задач развития личности ученика.

Главным является личность не с энциклопедически развитой памятью, а с гибким умом, с быстрой реакцией на все новое, с полноценно развитыми потребностями к дальнейшему познанию и самостоятельному действию, с хорошими ориентировочными навыками и творческими способностями.

Когда и где возник данный метод преподавания? Какие методические приёмы лежат в его основе?

В основу проблемного обучения легли идеи американского психолога, философа и педагога Дж. Дьюи (1859-1952), который в 1894 году основал в г. 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 ХХ века. В СССР они также применялись и даже рассматривались как революционные, но в 1932 году были объявлены прожектерством и запрещены. В разработке принципиальных положений концепции проблемного обучения активное участие принимали: Т.В. Кудрявцев, И.Я. Лернер, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов, В. Оконь, М.Н. Скаткин.

Цель технологии проблемного обучения.

содействовать:

развитию у учащихся критического мышления,

накоплению опыта и инструментария учебно-исследовательской деятельности,

ролевому и имитационному моделированию, возможности творчески осваивать новый опыт,

поиску и определению учащимися собственных личностных смыслов и ценностных отношений.

Применение проблемных ситуаций на уроках физики возможно:

а) при объяснении нового материала;

б) при использовании физического эксперимента;

в) при проведении фронтальной лабораторной работы;

г) при использовании мысленного эксперимента.

Этапы проблемного обучения

1) постановка проблемы, поиск её формулировки с различных точек зрения;

2) поиск фактов для лучшего понимания проблемы, возможностей ее решения;

3) поиск идей одновременно с активизацией сферы бессознательного и подсознания; оценка идей откладывается до тех пор, пока они не высказаны и не сформулированы учащимися;

4) поиск решения, при котором высказанные идеи подвергаются анализу, оценке; для воплощения, разработки выбираются лучшие из них;

5) поиск признания найденного решения окружающими.

Методические приемы создания проблемных ситуаций на уроке:

подвожу учащихся к противоречию и предлагаю им самим найти способ его разрешения;

излагаю различные точки зрения на один и тот же вопрос;

предлагаю классу рассмотреть задачу с различных позиций;

делаю сравнения, обобщения, выводы из ситуации, сопоставляю факты;

ставлю конкретные вопросы (на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждения);

определяю проблемные теоретические и практические задания (например, исследовательские);

ставлю проблемные задачи (например, с недостаточными или избыточными исходными данными, с неопределенностью в постановке вопроса, с противоречивыми данными, с заведомо допущенными ошибками, с ограниченным временем решения, на преодоление “психологической инерции”.

Действия учителя и учащихся

Проблемная организация образовательного процесса может быть осуществлена с меньшим или большим ролевым участием школьников в проведении этого процесса. Под ролевым участием школьников в образовательном процессе понимают:

самостоятельное выполнение ими тех функций, которые при обычной организации образовательного процесса выполняются самими учителями;

планирование самостоятельной работы учащихся над учебным материалом, изложение нового учебного материала;

контроль, учет и коррекция учебной работы каждого школьника;

подготовка и использование технических средств обучения, проведение опытов, экспериментов и т.д.;

Ролевое участие школьников означает, что часть всех этих ролей

вместо учителя выполняют сами ученики под ненавязчивым руководством учителя.

Организация образовательного процесса при проблемном обучении:

При первичном ознакомлении с новым учебным материалом следует:

а) создать проблемную ситуацию;

б) включить учащихся в проблемную ситуацию

в) сформировать учебную цель;

г) решить проблему;

д) проанализировать, обобщить и оценить работу по решению проблемы и осуществлению учебной цели;

На этапе овладения новым учебным материалом (повторение, закрепление, тренировка) надо:

а) создать учебную проблемную ситуацию и поставить учебную задачу;

б) осуществить данную задачу;

в) проконтролировать и оценить результаты учебной работы каждого ученика.

При анализе и обобщении изученного материала (темы или раздела учебной программы).

а) создать проблемную ситуацию;

б) включить учащихся в проблемную ситуацию и сформировать учебную цель;

в) решить проблему;

г) проанализировать, обобщить и оценить работу по решению проблемы и осуществлению учебной цели;

При контроле и оценке результатов учебной работы учащихся необходимо:

а) проверить умения ученика самостоятельно выявить связи и отношения между изученными понятиями, сделать самостоятельные выводы;

б) проверить умения перенести изученные закономерности на новые области, явления;

в) проверить умения решать задачи, содержащие какие-то новые элементы;

г) привлекать самих учащихся к контролю и оценке (самоконтроль, самооценка, взаимопроверка).

Образовательный процесс строится с учетом следующих правил:

каждый ученик должен иметь право и фактически участвовать в постановке частных целей учебной работы,

в планировании этой работы или принимать участие в их обсуждении, если цели и планы задаются извне;

каждый ученик должен участвовать в контроле, оценке и учете учебной работы учащихся и всей совместно выполненной деятельности:

учебная работа ученика должна быть адресована в первую очередь не учителю, а всему классному коллективу школьников;

ученик должен нести ответственность, отчитываться и оцениваться за свою учебную работу и поведение перед коллективом класса, членом которого (с особыми правами) должен быть и учитель.

Сам образовательный процесс состоит из трех этапов:

вводно-мотивационного,

операционно-познавательного,

рефлексивно-оценочного.

Основная цель вводно-мотивационного этапа:

вызвать у учащихся познавательный интерес к предстоящей работе по изучению новой темы,

создать у них ясное общее представление о целях и содержании этой работы.

Основным средством для этого является постановка исходной проблемной задачи, разъяснение значения решения этой проблемной задачи.

На проведение вводно-мотивационного этапа достаточно отвести один урок. Но если тема сложная и учащиеся еще не очень привыкли к такой системе организации образовательного процесса, то не следует жалеть времени, а отвести на этот этап несколько учебных занятий

На операционально-познавательном этапе:

учащиеся изучают учебный материал, усваивают знания, овладевают умениями и навыками, различными действиями.

Изучение учебного материала производится путем развертывания исходной проблемной задачи в систему более частных проблемных, исследовательских и учебных задач.

Заключительный, рефлексивно-оценочный этап изучения учебной темы имеет следующие цели:

1) обобщение изученного учебного материала,

2) итоговый контроль и оценка выполнения всей программы изучения учебного минимума.

Ограничения проблемного метода:

Необходимо больше времени на изучение учебного материала в сравнении с традиционным обучением.

Возможна слабая отработка практических умений и навыков учащихся.

Проблемное обучение будет успешным при наличии ряда условий:

Во-первых, должна быть четко определена целесообразность его в каждом конкретном случае (при этом учитывается возраст учащихся, их уровень развития и обученности, временные ограничения, содержание материала),

Во-вторых, учителю необходимо глубоко и прочно владеть как фактическим, так и историческим аспектами физики,

В-третьих, следует овладеть умением «видеть» противоречия, вычленять и делать их видимыми для учащихся, т.е. учителю необходимо быть диалектиком и владеть технологией правильной постановки вопросов, «обнажающих» противоречия перед учащимися.

Рассмотрим несколько примеров использования метода проблемного обучения при изучении физики.
      Природа силы трения.

Изучение явления трения на первый взгляд не должно вызывать у школьников никаких особых затруднений, так как основные закономерности этого явления просты и доступны для самостоятельного обнаружения учащимися. В действительности трудности изучения в этой теме есть.
      Прежде всего трудно объяснить учащимся 7 класса природу силы трения, так как они еще не имеют систематических знаний ни о строении вещества, ни об электрических зарядах и силах их взаимодействия. Именно поэтому в учебнике вопрос о природе силы трения, по существу, не рассматривается. Однако учителю нужно быть готовым к вопросам учащихся подобного рода.
      На вопрос ученика о том, что же мешает движению одного твердого тела по поверхности другого, можно ответить постановкой первой проблемы: «Сначала вы мне ответьте на вопрос, почему вообще оказывается возможным движение одного твердого тела по поверхности другого, а потом я отвечу на вопрос о том, что же мешает этому движению».

      Смысл этого вопроса можно пояснить следующим образом. Вот два деревянных бруска. Каждый из них под действием небольшой силы легко движется по поверхности другого. Но один брусок сам состоит из двух брусков, только он еще не распилен. Попробуйте эти два бруска сдвинуть относительно друг друга. Эта задача оказывается непосильной любому человеку. Что же мешает движению одной половины бруска относительно другой?
      Наверное, в каждом классе найдется ученик, который выскажет гипотезу: мешают силы взаимного притяжения, действующие между мельчайшими частицами твердого вещества, называемыми атомами и молекулами.
      Подтвердив правильность высказанной гипотезы, можно сразу же поставить перед учащимися вторую проблему: если между атомами или молекулами твердого тела действуют такие большие силы притяжения, то почему две металлические пластинки, помещенные одна на другую, не соединяются в одну пластину вдвое большей толщины? Почему оказывается возможным движение одной пластинки по поверхности другой под действием очень малой силы? Почему разрезанная пополам металлическая пластина не соединяется снова в одну целую, если приложить одну половинку к другой?
      К решению второй проблемы школьников можно подтолкнуть таким вопросом: как будет выглядеть гладкая поверхность металлической пластины, если ее рассмотреть в микроскоп с большим увеличением?
      Ученик, имеющий опыт наблюдений с помощью микроскопа, ответит, что при рассматривании в микроскоп с большим увеличением поверхность любого тела оказывается очень неровной, покрытой выступами и впадинами, царапинами, острыми вершинами.

Итак, пластинки соприкасаются между собой не всей поверхностью, а лишь небольшой ее частью. Силы межатомного притяжения действуют только между малой долей атомов на соприкасающихся участках поверхностей и потому очень слабы.

Можно высказать гипотезу о том, что более удаленные друг от друга атомы на поверхностях пластинок не действуют друг на друга, потому что силы межатомного притяжения действуют только на очень малых расстояниях.
      Теперь возникновение силы трения можно объяснить тем, что для перемещения одного тела по поверхности другого необходимо преодолеть силы межатомного притяжения на участках соприкосновения, которые тотчас начинают действовать на вновь возникших участках соприкосновения.
      После объяснения природы силы трения можно поставить перед учениками третью проблему: почему сила трения увеличивается с возрастанием силы нормального давления?

Можно ожидать, что кто-то из них выскажет гипотезу о том, что с возрастанием силы нормального давления увеличивается поверхность фактического соприкосновения тел, а это ведет к увеличению числа межатомных связей и возрастанию силы трения.

Теперь можно поставить четвертую проблему: Как должна влиять обработка трущихся поверхностей на силу трения и как это происходит в действительности?
      Согласно данному выше объяснению, с повышением качества обработки поверхности тел сила трения должна возрастать, так как при этом увеличивается поверхность фактического соприкосновения тел. Однако на практике для уменьшения силы трения поверхности тел шлифуют и полируют как можно лучше. Как можно объяснить этот факт?
      На рисунке выступы и впадины на соприкасающихся поверхностях должны быть схематически представлены так, чтобы была очевидной неизбежность процессов частичного разрушения трущихся поверхностей тел при относительном перемещении. Следы такого разрушения поверхностного слоя тел при скольжении можно наблюдать в виде черных полос на асфальте, оставленных шинами автомобиля при резком торможении, в виде линий на листе белой бумаги, возникающих при трении грифеля карандаша о поверхность бумаги. Выяснив вторую причину возникновения силы трения, легко объяснить уменьшение коэффициента трения при повышении качества обработки соприкасающихся поверхностей.

Следующая, пятая проблема может быть сформулирована так: «О силе трения мы сделали два утверждения, которые привели к противоположным выводам. Если сила трения мала из-за небольшой поверхности соприкосновения, то при повышении качества обработки соприкасающихся поверхностей она должна возрастать. Если сила трения уменьшается при уменьшении неровностей на соприкасающихся поверхностях, разрушаемых при скольжении, то при повышении качества обработки соприкасающихся поверхностей сила трения должна уменьшаться. Так что же происходит на самом деле?»

Эта проблема из-за ее сложности, должна быть разрешена учителем. Он обращает внимание учащихся на тот факт, что и при хорошей обработке поверхностей между ними остаются мельчайшие пылинки и молекулы газов воздуха, действующие как тонкий слой смазки. Так что обычно повышение качества обработки соприкасающихся поверхностей ведет к уменьшению коэффициента трения. Однако при достижении определенного уровня гладкости поверхности и ее чистоты картина резко меняется, и поверхности прочно соединяются друг с другом. Этот эффект можно наблюдать на примерах слипания полированных предметных стекол для микроскопа, свежеобработанных поверхностей свинцовых цилиндров.

      Расширение твердых и жидких тел при нагревании.

Ознакомление с явлением расширения твердых и жидких тел при нагревании следует начинать с наблюдений этого явления в опытах. Эти опыты целесообразно выполнять не как иллюстрацию к рассказу о явлении, а как решающие эксперименты по проверке собственных гипотез учащихся. В этом случае обеспечен неподдельный интерес и внимание учащихся к опытам.
      Но чтобы появились гипотезы учащихся, нужно поставить проблему, требующую экспериментальной проверки. В случае использования шара с кольцом проблему можно сформулировать следующим образом: «Посмотрите, у нас есть шар и кольцо, изготовленные из одинакового металла. Шар проходит через кольцо.

А пройдет ли шар через кольцо, если нагреть шар и кольцо?

А пройдет ли шар через кольцо, если нагреть только шар?

А пройдет ли шар через кольцо, если нагреть только кольцо?
   Обоснуйте свои утверждения».

Поиск способа измерения физической величины:

Учащимся 7 класса при изучении темы «Плотность вещества» предлагается определить массу куска сахара- рафинада используя только линейку. Тем ребятам, которые затрудняются с выполнением задания, выдается план с необходимыми пояснениями, который направляет деятельность ребенка и позволяет даже слабому ученику получить результат.

Задание 1: Определите массу кусочка сахара-рафинада.

Оборудование: линейка, таблица плотностей.

План проводимых измерений

Измерить длину, ширину, высоту куска сахара.

Рассчитать объем тела по формуле.

Определить плотность сахара, используя справочные данные.

Рассчитать массу тела по формуле.

Задание 2: Определить плотность шоколадки.

Оборудование: линейка,

План проводимых измерений

Измерить длину, ширину, высоту шоколадки.

Рассчитать объём тела по формуле.

Определить массу шоколадки (она прописана на фантики).

Рассчитать плотность шоколада.

Задание 3: Определить плотность картофеля.

Оборудование: мерный стакан, весы

План проводимых измерений

Измерить объём картофелины.

Определить массу картофелины.

Рассчитать плотность.

Задачи с заведомо допущенными ошибками.

Учащимся 8 класса при изучении темы «Агрегатные состояния вещества предлагается найти физическую ошибку в тексте:

Один поэт так писал о капле: «Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла».

Глянем поглубже в расселины скал:

Тихо в кристаллах растет минерал.

И. В. Гете.

Встреча в лесу. В. М. Песков

«…Странная была встреча. Олень с любопытством смотрел на меня и не спешил убегать. Два сливовых глаза, глядели на меня, не моргая. Ноздри тянули воздух и выпускали две струйки морозного пара».
Какое несоответствие с точки зрения физики допущено в этом фрагменте?

Сундук – самолёт. Ханс Кристиан Андерсен

«…Теперь была очередь за самоваром: он должен был спеть. Но самовар отговорился тем, что может петь лишь тогда, когда внутри у него кипит вода, – он просто важничал и не хотел петь иначе, как стоя на столе у господ».
А как вы можете оценить музыкальные способности самовара?

Кавказ. А. С. Пушкин

 Кавказ подо мною. Один в вышине
 Стою над снегами у края стремнины;
 Орёл, с отдалённой поднявшись вершины,
 Парит неподвижно со мной наравне…
Объясните, почему орлы, ястребы, коршуны и др. крупные птицы, парящие высоко в небе, могут долго держаться на одной высоте, хотя и не машут при этом крыльями.

Мороз, красный нос. Н. А. Некрасов
Вся в инее шапка большая,
Усы, борода в серебре
Недвижно стоит, размышляя,

 Старик на высоком бугре…
Что за «серебро» на усах и бороде старика? И каковы причины его образования?

Бушует полая вода… И. А. Бунин
Дымятся чёрные бугры,
И утром в воздухе нагретом
Густые белые пары
Наполнены теплом и светом.
Почему весной «дымятся чёрные бугры»?

Все учащиеся с удовольствием включаются в обсуждение, выдвигают свои гипотезы и в результате приходят к верному ответу. И таких примеров очень много.

Демонстрации физических явлений.

Учащимся 7 класса при изучении темы «Атмосферное давление» демонстрируется опыт с яйцом, втягивающимся в бутылку, опыт с Магдебургскими полушариями. Затем предлагается объяснить опыт и условия его проведения.

Проблемные ситуации на уроках создаются и путем опоры на жизненный опыт учащихся, благодаря чему они в процессе собственной деятельности находят возможность использовать получаемые знания для решения учебных задач. Здесь мы имеем возможность подбором соответствующих примеров обогатить жизненный опыт учащихся. Используя противоречия между имеющимися у учащихся представлениями о каком-либо явлении и действительным его содержанием, учитель создает проблемную ситуацию специальными методическими приемами:

столкновением учащихся с жизненными явлениями, фактами, требующими теоретического обоснования;

созданием жизненной ситуации путем организации практической работы учащихся. Учащиеся от наблюдения конкретного явления самостоятельно приходят к обобщениям;

побуждением учащихся к анализу жизненных явлений с целью выдвижения проблемного вопроса.

Такие вопросы учителя, как: "Почему дрова зимой колются хорошо?" (10 кл.), "Почему железные предметы кажутся на ощупь холоднее, чем деревянные, хотя температура окружающего воздуха одинакова?" (Теплопроводность, 8 кл.), "В холодильнике или в комнате быстрее отстоятся сливки от молока?" (Скорость движения молекул и температура тела, 7 кл.), "Весной нередко приходится наблюдать, как в садах разводят костры. В какое время суток их обычно разводят и для чего?" (Изменение агрегатных состояний вещества, 10 кл.), "Для уменьшения силы трения применяют смазку. Почему же плотники перед тем, как взять топор, смачивают руки?", "От обработки поверхности трущихся тел трение увеличивается (вспомните трение стекла по стеклу). Почему же заржавевшие коньки скользят хуже, чем коньки с гладкими лезвиями?" (Трение, 7 кл.), "Почему весной, хотя солнце и хорошо греет, долго стоит холодная погода?" (Плавление тел, 8 кл.) и другие являются для учащихся проблемными. Они активно включаются в поиск ответа на вопросы, требующие теоретического обоснования. Таким образом, учитель подводит учащихся к установлению связей между новым материалом и их жизненными представлениями.

При изучении физических явлений.

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.

При изучении 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 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. 

При изучении физических теорий.

Развитие физических теорий всегда происходило на основе преодоления противоречий между сложившимися представлениями и новыми фактами, опытны­ми данными, которые не укладывались в рамки этих представлений. Подведение учащихся к осознанию решающих проблем физики, привлечение их к размышлению над ними, вовлечение в поиск реше­ния этих проблем представляют собой надежный путь глубокого уяснения учащимися экспериментальных оснований, на которых строи­лась новая теория, а отсюда — и ее основных положений. В этом случае, даже если решение поставленных проблем раскрывается за тем самим учителем (проблемное изложение), появление новых идей оказывается до некоторой степени «пережитым» учащимися, а воз­никновение этих идей воспринимается ими как закономерный и не­избежный результат развития науки. Рассмотрим в качестве примере изучения квантовой теории света в Х классе. Продемонстрировав с помощью электрической дуги явление внешнего фотоэффекта и выяснив, что оно состоит в вырывании светом электронов из металла,   учитель  предлагает учащимся объяснить  фотоэффект с точки зрения волновой 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. Зная основы теоретического материала, ученик применяет эти знания на практике.

Экспериментально исследовательские задания. Такие задания предусматривают теоретическое объяснение или теоретическое пред­сказание результатов эксперимента.

Примерные варианты исследовательских заданий:

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.

Именно такие задания вызывают наибольший творческий интерес у учащихся. Здесь они проявляют свои индивидуальные качества юных исследователей. Особой популярностью пользуются темы: Строение вещества, Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел, Тепловые явления, Изменение агрегатных состояний вещества, Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел, Электрические явления, Магнитные явления.

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. Разработать рабочую модель генератора переменного тока. «Изобрести» модель шара Паскаля, гигрометра, термоскоп и многое другое, это всё под силу моим ребятам.

Проблемное обучение является одним из путей активизации творческой активности учащихся. За творческую активность в учебном процессе боролся Л.Н. Толстой: «Если ученик в школе не научился сам ничего творить, то и в жизни он всегда будет только подражать».

Литература. 

1  Стандарты  второго поколения “Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения” Основная школа. Москва “Просвещение”. 2011 г.

2. Бухольцев С.Н. “Проектная деятельность на уроках физики”   http://www.profistart.ru/ps/blog/20252.html

3.Борисова Л.А. “Формирование исследовательских умений школьников при проведении лабораторных работ” Научно-методическая газета “Физика”№20/ 2010 Издательский дом “Первое сентября” 2010г.

4. Войтенкова Л.Г. “Исследовательская деятельность на уроках физики” 

dejatelnost_na_urokakh_fiziki/1-1-0-15 http://neretina- iv.my1.ru/publ/issledovatelskaja_

5. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения. М. Педагогика 1977.

6. Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. М. Педагогика 1972.

7. Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики. М. Педагогика 2003.