Развитие творческих способностей учащихся на уроках физики

Я житель Кубани. Этот край славится своими полями. А я в виде поля представляю свою творческую лабораторию. Чистым и безбрежным является оно для всех, кто начинает постигать предмет впервые. На этом поле можно получить любой урожай, любые творческие достижения моих учеников. А основой будущего урожая является почва.

Без плодородной почвы невозможны дружные всходы. Основой своей первоначальной деятельности в преподавании я считаю работу над научностью изложения школьного курса физики.

Почва состоит из определенных слоев.

Изложение любой темы в физике также имеет определенную структуру, которая является основополагающей в формировании творческой мыслительной деятельности:

1. обобщение фактов;
2. построение абстрактной модели;
3. вывод теоретических следствий;
4. экспериментальная проверка этих следствий.

Первый этап изучения физики на пути формирования творческих задатков, пожалуй, можно сравнить с первой порослью. На этом этапе, когда у учащихся еще нет запаса знаний, учу их говорить на языке физики. Для этого использую алгоритмы процессов.

Например, что нужно знать о явлении?

1. Внешние признаки и условия протекания явления.
2. Сущность явления и связь его с другими явлениями.
3. Величины, характеризующие явление.
4. Примеры использования явления на практике.
5. Способы предупреждения вредных действий явления на технические установки, созданные человеком, и окружающую среду.

Такой алгоритм служит для ученика как бы каркасом его монологической речи, основой формирования логического мышления, развивает память и воображение. К первой поросли я бы отнесла и определенные символы, которые я использую для написания конспекта, обозначения, состоящие из смеси французского с кубанским: например слово “луч, излучение” по–английски гораздо короче “ray”, “солнце” – “sun”, “W” – работа (от английского “Work”), что можно использовать при написании конспекта; или такие символы “?” – найти, O – тело. Получаются такие записи: “? vO”, вместо фразы “найти скорость тела”.

В начале урока я использую метод “парадокса”, у меня уже накоплен определенный материал по данной методике на определенные темы. Например, “Почему у зайчика большие ушки?”, или “Как пьет слоник?”, “Как построили в Древнем Египте пирамиды без необходимых точных приборов?”.

Следующим важным этапом моего творческого поля я бы назвала процесс реализации основополагающих принципов формирования творческих способностей учащихся. И представляю их ростками.

Первый росток – это ориентация на зону ближайшего развития ученика, что позволяет развивать познавательные способности. Ценным я считаю и индивидуализацию, которая опирается на интеграцию знаний о человеке – его психологию и физиологию. Стараюсь осуществить и деятельностный подход, который осуществляю за счет смены методов и форм обучения. Еще один принцип, которым я руководствуюсь, – это гуманизация и сотрудничество, на уроке я стараюсь быть всегда “рядом с учеником”.

Безусловно, не обойтись без наблюдений, анализа и контроля: “А что же получается? Правильно ли срабатывает выбранная методика?”. Ведь поле не всегда бывает без сорняков.

Здесь мне бы хотелось остановиться на системе контроля ЗУН учащихся. Для контроля знаний учащихся используется анализ и классификация ошибок в цвете.

Каждая работа учащихся на уроке и дома разбивается на логические элементы. Например, самостоятельная работа по теме “Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление”.

1. Серебряный контакт сечением 16 мм² находится под напряжением в 2 В. Чему равна длина этого контакта, если сила тока в нем 0,01 мА?
2. Объясните с точки зрения электронной теории строения вещества наличие у проводника электрического сопротивления.

В процессе проверки каждый элемент работы у каждого ученика обозначается цветом. Зеленый цвет свидетельствует о том, что усвоение материала отличное, синий – достаточное, красный – моя работа с учеником требует коррекции, для чего применяю индивидуальную работу. Итак, конечной целью такой системы контроля ЗУН является доминирование зеленого и синего цветов.

Приближается долгожданная пора сбора урожая. Появляются первые колосья. Это есть совместный результат труда учителя и учащегося на пути формирования творческих способностей учащихся.

Прослеживаются два направления – гуманитарный и технический. Остановимся более подробно на каждом.

Первый колосок (относится к гуманитарному направлению) – составление задач, мини–рассказов, “приземляющих” учебную физику к реальной жизни и идущих от разных лиц: то ученика, то литературного персонажа или киногероя. Например, учащиеся каждого класса составляют свой “Классный задачник!” из задач, которые сами же и придумывают или составляют книгу из своих сочинений по определенной теме. Работы оформляют на отдельных листах, используя свои рисунки и выполняя различные аппликации.

Вот некоторые из задач.

“Вини Пух пошел в гости к Пятачку и взял с собой горшочек с медом. По дороге решил, что горшок очень тяжелый и стал мед есть, да так весь и съел. Определите массу меда, который съел Вини Пух, если его емкость его кувшинчика 2 л.”.

“Гарри Поттер летел на метле со скоростью 18 км/ч в течение 10 мин. Какое расстояние он преодолел?”.

В ходе изучения в 8-м классе темы “Тепловые явления” даю следующие задания: “Сочинить сказку о похождении молекулы воды в различных агрегатных состояниях” или “Придумайте рассказ о тепловых явлениях, в тексте которого используются такие термины и словосочетания: плавление, температура плавления, энергия, удельная теплота плавления, поглощение (выделение) количества теплоты”, или “Придумайте проекты двух зданий, одно из которых должно быть построено в тундре, а другое в пустыне”.

В 11-м классе мои ученики пишут сочинения на темы: “Ученье свет” и “Физика в моей будущей профессии”, что в полной мере позволяет им увидеть связь физики с другими науками.

Второй колосок – это творческие отчеты учащихся. Такой отчет провожу с целью повторения и обобщения материала, систематизации знаний. На нем учащиеся показывают и защищают перед специальной комиссией (из членов школьного научного совета и учителей школьного методического объединения естественно–научного цикла), гостями и одноклассниками свои творческие работы.

Дату и тему творческого отчета объявляю за несколько месяцев. Например, творческий отчет, посвященный “Дню космонавтики” имеет тему: “Человек – Земля – Космос”. Ученикам предлагаю выбрать проблему для разработки. На смотр и защиту учащиеся могут представить проект, модель, прибор, стенд, доклад. Отчет должен содержать аргументацию выбора темы, изложение сути работы, объяснение полученных результатов с опорой на знания, приобретенные на уроках физики и других дисциплин, а также в процессе самообразования. Благодаря свободе выбора темы, возможности получения любой помощи, в том числе от родителей, создается ситуация успеха, что позволяет каждому пережить радость познания и гордость достигнутым, а это стимулирует самостоятельность, творчество, готовность к образованию. Такие задания раскрывают перед учителем мир увлечения детей, что помогает влиять на формирование их интересов и личности.

Третий колосок – это конструкторская деятельность учащихся. Я начинаю ее использовать в свой работе уже с 7-го класса, применяя на своих уроках специальные конструкторские задания. Вначале ставлю цель: например изготовить и отградуировать динамометр. Как это сделать, ученикам не говорю, но перед ними располагаю приборы и материалы, которые можно использовать и знакомлю с планом работы: придумать идею, выполнить проект, т.е. начертить схему на бумаге, объяснить действие установки, сделать прибор, провести его градуировку и объяснить этот процесс.

Четвертый колосок – это экспериментальная и исследовательская деятельность. Я произвела разработку пакета практических работ, создание серий экспериментов с повседневными вещами, материалами и телами, хорошо знакомыми из обыденной жизни. Перед прохождением темы даю небольшие домашние задания экспериментального характера. Например, “Исследовать процесс выращивания кристалла поваренной соли или медного купороса, “Протрите руку одеколоном и помашите ею. Что вы при этом ощущаете? Объясните это явление”. В старших классах темы посерьезней, например: “Рассчитать число ламп необходимое для кабинета физики с учетом его освещенности”. В результате появляются такие серьезные работы моих учеников, как “ЭВМ в школе и ее экологическая безопасность”, “Шум в нашей школе и его вредное воздействие на ученика”, “Физические основы формирования осанки у учеников нашей школы”.

Применение таких домашних заданий дает возможность учащимся делать для себя небольшие открытия, позволяет активно использовать свои знания на практике и, зачастую, приобрести новые знания, умения и навыки. Обсуждение результатов домашних экспериментов создает творческую атмосферу в классе, включает в работу всех ребят.

Пятый колосок – это изобретательские задачи. Моими учениками составлен задачник, состоящий из изобретательских задач. Целью его создания, являлась попытка найти применение законам физики в нестандартных ситуациях. Рассмотрим некоторые примеры изобретательских задач.

1. Для хранения нефтяных резервуаров под водой нужны якоря, выдерживающие большие нагрузки. Обычно для этой цели применяются якоря–болванки огромной массы (несколько сотен тонн), перевезти и установить которые довольно сложно. Нужно придумать более удобный якорь, который можно было бы устанавливать на вязком грунте.

Решение. Такой якорь описан в изобретении (а.с. № 280251), в котором предлагается делать его в виде перевернутого стакана. Последний опускают на дно и откачивают из под него воздух – он присасывается к грунту.

2. Искусственное опыление растений путем их обдувания известно давно. Но растения за сотни миллионов лет эволюции научились противодействовать внешним воздействиям: дуй на цветок сколько хочешь, он не раскроется. Как же быть? Что можно предложить в этом случае?

Решение. Для раскрытия лепестков им необходимо предать одноименный электрический заряд от какого–либо источника высокого напряжения (а.с. № 755247).

Обычный способ решения изобретательских задач – перебор вариантов, иногда учитель подводит учеников к правильному ответу с помощью дополнительных вопросов. Но в этом случае у учащихся не формируется целенаправленного приема мыслительных операций для достижения результатов.

Один из главных приемов решения изобретательских задач – использовать представление об идеальном устройстве, идеальной технической системе, например взяв за основу следующие рассуждения: техническую систему можно считать идеальной, если она не имеет массы и размеров, не затрачивает энергии, работает без потерь времени и полностью выполняет свои функции.

Интересна в этом отношении задача 1. Решая ее, учащиеся должны представить идеальный якорь (очень легкий, почти невесомый), который сам собой держится за грунт. В данной ситуации, как и во многих других, переход к идеальному устройству осуществляется за счет более полного использования свойств окружающих тел. Идея создания такого якоря–присоски продолжает развиваться, причем именно в сторону все большей идеальности. Во всех конструкциях якоря на нем помещают насос для откачки воды. Однако, идеальный насос тот, которого нет. Вот и появляются конструкции (а.с. № 1025579), в которых роль насоса выполняет … дно якоря. Для этого дно, к которому прикреплена якорная цепь, делается подвижным и перемещается в стакане, как поршень в цилиндре. В дне якоря имеется конический клапан; когда оно идет вниз, вода свободно проходит через клапан, а когда цепь тянет дно вверх, клапан закрывается и под якорем образуется разряжение. Похожий насос рассмотрен в учебнике 7-го класса в главе “Давление жидкости и газа”.

В ходе решения изобретательских задач нужно учить школьников выделять устройство и его функцию (якорь и удержание резервуара) и стараться упростить, “уничтожить” устройство, сохранив его функцию. Анализ значительного количества изобретений позволяет прийти к выводу, что многие из них не требовали от их авторов знаний, которые бы выходили за пределы школьного курса физики. Интересно, что в задаче 2 авторское свидетельство выдано только в 1980 году. Как будто бы до этого никто не видел отталкивания лепестков электроскопа.

Для решения изобретательских задач всегда используются определенные физические явления и эффекты. Но характерной особенностью этих задач есть то, что они могут иметь значительное количество различных, не исключающих друг друга, решений.

Творческий характер изобретательских задач, связь их с жизнью, с практикой, общие методы решения – вот причины, по которым необходимо их использовать в школьном курсе физики.

Я физик, и вывод по всему представленному мной, хочу представить в виде известной формулы

E=mc²

Что означает: Е – максимальная энергия, способствующая формированию творческих способностей учащихся, m – масса знаний, необходимых для этого, c² – скорость усвоения этих знаний.