Оптимизация нескольких приемов обучения решению задач

В процессе обучения физике в средней общеобразовательной школе учителя-практики постоянно сталкиваются с психологическими затруднениями учеников, существенно препятствующими усвоению материала и приобретению требуемых программой навыков. Современные социально – экономические и политические тенденции развития общества своими скачками пропорционально отражаются на традиционных и нетрадиционных психологических проблемах школы, обостряют их. Да и как может быть иначе?

Учитель, поставленный перед необходимостью показывать результат труда и подтверждать свой профессионализм, входит в любой класс с определенной психологической установкой, с повышенными требованиями к способностям и умениям учащихся, что изначально провоцирует проблемы взаимоотношений. В классах и школах с углубленным изучением предмета психологические затруднения учащихся, проявляющиеся при обучении физике, остаются в том же процентном соотношении, что и при обучении этому предмету школьников общеобразовательного класса, но на другом качественном уровне. Те же 15-20 % учащихся, что и в обычном (общеобразовательном) классе, усваивают расширенный материал достаточно быстро и глубоко и в состоянии сразу применять его, а более половины учащихся отстают в понимании явлений, законов, в скорости усвоения теории и навыков решения комплексных, усложненных задач. Им нужны подсказки, наводящие вопросы, особенно во время поиска решения задач. (Речь идет об успевающей, большей части любого класса). О причинах своих затруднений учащиеся не любят говорить, и тем более, не стремятся анализировать их. Это наблюдают и отмечают педагоги. Об этом встречаются заметки на страницах разных изданий [1].

Замечено, что если не разрешать эти психологические затруднения, не помогать ученикам, то начинает идти процесс накопления недопонимания, что влияет на качество работы учителя. Но самое страшное, что это отражается на здоровье наших детей. Любые длительные психологические затруднения рано или поздно проявляются в поведении человека, в его личностном отношении к тому, что вызывает дискомфорт психики. У учащихся разных возрастов, если они испытывают длительные психологические перегрузки при обучении, психологи и врачи наблюдают симптомы дизадаптационных и даже депрессивных состояний. Это может выражаться негативизмом и мировоззренческими расстройствами, неадекватными реакциями на замечания, изменениями в поведении на уроках, тормозимостью и замкнутостью, стремлением к эмансипации и невротическим состояниям и т. п. Это подтверждается, например, исследованиями Независимой ассоциации детских психиатров и психологов и Института педагогики социальной работы РАО г. Москвы. Н.М. Иовчук в статье “Школьная дизадаптация и психическое здоровье ребенка” пишет: “Частота депрессивных состояний у старшеклассников с высоким интеллектом оказалась значительно выше (до 68 % в гуманитарных и 30 % в математических классах), чем в обычной школе (22 %).

В то же время в школе с интенсивными формами обучения речь шла в основном о временных состояниях декомпенсации, характеризующихся некоторым падением успеваемости, прогулами и изменением поведения… Следует отметить, что … семьи учащихся гимназии в преобладающем большинстве случаев являлись социально благополучными, полными и более обеспеченными” [2].

Получается, что изменения психики детей связаны с процессом учёбы; что углубленное преподавание предметов все равно не позволяет оптимально развить без психологических проблем мышление большей части учащихся класса. При этом интенсивные формы обучения дают меньший отрицательный эффект, так как они подбираются коллективами учителей в соответствии с возможностями преподавателя, учащихся, школы. Следовательно, поиск наиболее эффективного в данных конкретных условиях способа, метода, формы обучения должен лежать в основе процесса преподавания.

Анализ опыта работы многих учителей показывает, что правильно выбранные с их точки зрения приемы преподавания, соответствующие уровню учащихся и стилю работы учителя, дают наиболее высокий обучающий эффект. Хотелось бы предложить коллегам несколько примеров возможного решения проблем, возникающих при преподавании физики в средней общеобразовательной школе.

В некоторых параллелях старших классов (9, 10, 11) встречается ситуация, когда учащиеся резко различаются по уровню развития математических и логических способностей, по быстроте восприятия материала, то есть по уровню общей подготовленности учащихся к восприятию знаний. Все знают, что в таких классах полезно применять дифференцированный опрос, дифференцированные творческие задания на лабораторных и самостоятельных работах, на контрольных работах и т.д. А как реально осуществить дифференцированное объяснение одному учителю, стоящему перед классом, где есть и участники олимпиад по естественным наукам, и достаточно большая часть “средних” учащихся, и небольшая часть почти “необучаемых” по предмету? – Одним из решений на современном этапе развития системы образования является проведение разноуровневых уроков (факультативов), часть из которых может быть вставлена в расписание. При этом за основу работы на уроках берется стандартная программа с минимальным количеством часов. Таким образом, снимаются психологические затруднения учащихся, связанные с высокими или низкими требованиями учителя, естественно возникающими при усредненном преподавании. В нашей школе такая система была опробована среди учащихся десятых классов (1998 год), но она не оправдала себя из-за недостаточной подготовленности педагогического коллектива к новым видам взаимоотношений с учащимися и друг с другом. Старшеклассникам понравилось выбирать самим дополнительный курс изучения, однако они стремились из предложенных для расширенного изучения шести курсов (предметов) выбрать, к сожалению, только два, по их мнению, наиболее нужных или интересных (химию и физику). Понятно, что возникали различные административно-организационные проблемы, связанные с рентабельностью работы педколлектива, которые и не позволили продолжить интересный эксперимент.

Учителям физики часто приходится встречаться с особыми психологическими затруднениями учащихся при обучении решению задач. Неуверенность в своих действиях, робость в выражении мнения, неумение проанализировать незнакомое условие, трудности в составлении схематичных рисунков - вот только некоторые затруднения, которые проявляются в этой деятельности и связаны с личностными особенностями психологических процессов. Надо подчеркнуть, что речь идет об учениках средней школы, как правило успевающих при обучении в общеобразовательной школе по всем предметам с разным уровнем успеха. Мы не рассматриваем затруднения учащихся, связанные с систематическими пропусками изучаемого материала или с непониманием физики из-за длительной заниженной мотивации изучения предмета по каким-либо причинам. Природа их затруднений при решении задач носит другой характер и требует других методов разрешения. Речь идет о затруднениях большинства учащихся, желающих успевать по предмету, но не умеющих решать хорошо задачи. Именно от них чаще всего мы, учителя, слышим: “Я хочу научиться решать эти задачи, но у меня не получается…”; “У меня не вышло…”; “Я, наверное, не способен (способна) к физике…” и тому подобное. Многолетние наблюдения показывают, что многие из них легко применяют выученные формулы, осуществляют простые преобразования, но самостоятельно решить незнакомую задачу, решение которой заключается в нескольких алгебраических действиях, не могут. Еще более ярко такие проблемы встают перед преподавателями физики профессиональных училищ, что отражается на используемой ими методике преподавания [3].

Для облегчения обучению навыкам решения задач основной массы учащихся преподаватели часто используют ситуационные таблицы. В них классифицированы ситуации из типичных задач с рисунками, схемами, главными формулами решения. (Например, задачи на законы движения в 9-х-10-х классах, на газовые законы и термодинамику в 10-х, на законы отражения и преломления света в 8-х и 11-х классах.) Такие таблицы призваны облегчить работу как учителя, так и учеников. Великолепные подборки таблиц и образцов решений регулярно публикуются в журнале “Физика в школе” [4] и в газете “Физика” Издательского дома "Первое сентября" [5].

После систематического применения в различных классах ситуационных таблиц (СТ) и таблиц с образцами решений (ОРТ) анализ результатов анкет, опросов учащихся и контрольных мероприятий показал: во-первых, в любых по уровню преподавания предмета классах получаемые навыки решения задач с помощью СТ и ОРТ забываются быстрее, чем полученные другими способами (поэтапное повторение решения задач за учителем, устный разбор приемов решения задач и демонстрационный поэтапный разбор на доске и другие методы); во-вторых, в “сильных” по предмету классах, где учащиеся легко решают задачи с применением систем уравнений, обобщенных приемов, такие таблицы готовых ситуаций и решений практически не нужны, по словам учащихся, они даже мешают думать; в-третьих, в очень “слабых” по физике классах разобранные ситуации в таблицах нуждаются в более детальной проработке, в разделении последовательности решения на еще более мелкие шаги, чем те, которые обычно предлагаются авторами СТ и ОРТ, что равноценно по временным затратам разбору на доске или какому-либо другому традиционному способу. Следовательно, практика показала, что готовые, приготовленные учителем заранее, СТ и ОРТ наиболее эффективны в тех классах и на тех уроках, где от учащихся не требуется проявления творческой активности в области физики, и в то же время у них должен быть достаточный уровень теоретической подготовки. С помощью СТ и ОРТ в классах с углубленным изучением не физики, например, иностранного языка, действительно, существенно ускоряется процесс обсуждения приемов решения задач. Учащимися быстрее усваиваются формулы и способы их стандартного применения. То же самое происходит с “продвинутыми” учащимися более “слабых” общеобразовательных классов. Следует отметить, что при любой программе обучения существенно увеличивается активность “средних” учащихся при решении трудных задач, если они предварительно ознакомились с группой простых решений с помощью СТ и ОРТ. Школьники смелее принимают решение, быстрее осуществляют поиск решения, больше предлагают вариантов решения. Таким образом, один и тот же методический прием дает разный эффект и разрешает разные психологические затруднения учащихся, возникающие при обучении решению задач. Поэтому учителю необходимо не только знание приема обучения, но и понимание того, где и как этот прием действует наиболее эффективно, чтобы оптимально использовать его достоинства.

Обучение навыкам решения задач рождает психологические проблемы и в “сильных”, и в “слабых” классах. Замечено из практики, что примерно пятая часть учащихся обычно начинает сразу разбирать сложное условие (“сложное” относительно стандартных задач для данного класса, которые могут заключаться как в подстановке значений в формулу, так и в составлении каких-либо уравнений), делать прикидку решения, но больше половины учащихся в любом классе в первые минуты теряется, “тормозит”, испытывает затруднения явно психологического характера. В большинстве случаев они даже не могут объяснить, что их сдерживает, хотя теорию, формулы, способы решения простых задач помнят прекрасно. Ситуация аналогична тому, когда при изучении иностранного языка человек знает слова, но затрудняется в составлении фразы. Смелость в построении логических цепочек решений задач по внутренним психологическим особенностям аналогична легкости и свободе построения фраз на иностранном языке. И в одном, и в другом случае происходит процесс создания мысленных конструктов по определенным правилам. Построение фразы происходит по определенной логической схеме с использованием знаний смысла иностранных слов, выраженных определенными буквенными символами. Построение цепочки формул для решения задачи – математическое выражение в символическом виде определенных процессов и свойств физических объектов и выявление причинно-следственных связей между ними.

Для преодоления “психологического барьера” в рассматриваемой ситуации с иностранными фразами чаще нужна не глубина знаний по теме, а определенный разговорный навык. При обучении иностранному языку для этого помимо регулярной языковой практики применяют интересный прием – метод погружения. Получаемый эффект логически трудно объясним: на некотором этапе “погружения” в языковую среду количество услышанной чужой речи стимулирует переход на другой уровень сознания или открываются какие-то скрытые резервы мышления, но возникает новый уровень восприятия и переработки информации, и человек начинает говорить на иностранном языке, иногда в удивление себе.

Подобную ситуацию можно смоделировать и на уроках физики. (Например, на семинарах по решению задач.) Если предложить учащимся для решения не четыре – шесть задач, а восемь – двенадцать – двадцать, но без вычислений, без подробной записи данных, то есть заострить внимание и усилия школьников только на анализе явлений, процессов, на логике поиска решений в течение всего урока. При определенной организации различных этапов занятия (усиленная наглядность материала, доступность изложения, постепенная нарастающая сложность задач, предварительная подготовка по изучению или повторению законов, определений и основных понятий и так далее) получается своеобразный эффект “погружения” в физику. Задачи при этом необходимо специально подбирать так, чтобы при резком различии и многообразии ситуаций в них присутствовали аналогичные структурные элементы физического знания, использовались типичные логические цепочки при анализе решений (например, задачи с конденсатором в цепях постоянного тока, с несколькими э.д.с., с диодами в цепях переменного тока, с двигающимися предметами и жидкостями в магнитном поле в 10-м кл. , с блоками и рычагами на наклонных и вертикальных плоскостях в 9-м и 10-м кл. и т. д.). Не отвлекаясь на вычисления, большая часть учащихся, действительно, на таком уроке активнее включается в процесс обсуждения логики построения решений, глубже проникается ими. В результате на последующих уроках они так же сохраняют большую интенсивность работы при решении задач, лучше усваивают теоретический материал. Некоторые педагоги на практике испытали эффективность подобного приема [6].

В то же время необходимо констатировать, что этот прием работы над выработкой навыков решения задач в более “слабых” классах не позволяет большей части учащихся освоить логические и ассоциативные приемы анализа условий, а, наоборот, вызывает обратную реакцию, то есть усиливает страх даже перед простыми задачами, от переизбытка информации “парализуется” логическое мышление таких учащихся. В анонимном анкетировании учащиеся таких классов признались, что после сложных уроков по решению задач у них нередко “возникает желание уйти с такого чумного” и “муторного” урока. Самое удивительное, что аналогичный эффект наблюдается и у хорошо успевающих учащихся любого профиля обучения, но отличающихся более замедленным процессом переработки информации по сравнению со своими одноклассниками. Их можно отнести к учащимся, слабо обучающимися в рамках традиционной системы обучения, рассчитанной на быстрое усвоение изучаемого материала. Работа с СТ и ОРТ, о которых речь шла выше, для этих категорий учащихся также должна происходить совершенно по-разному. Первым необходимо более детальное осмысление начальных условий задач, замедленная и раздельная отработка ассоциативных связей между элементами физического знания, так как ускоренная работа над элементами физического знания, представленными в любом виде, не позволяет им сформировать устойчивое понимание алгоритма действий по решению задач. Вторым необходимо большее время для закрепления логических и ассоциативных связей между изученными явлениями и способами применения законов и закономерностей, для осознания алгоритма действий в целом, детализированное изучение методов решения задач тормозит их мышление еще больше. Наблюдения качественного характера, базирующиеся на результатах самостоятельных и контрольных работ и положенные в основу статьи, были систематизированы в виде таблицы, которая приводится ниже. Интенсивность окрашенных клеток соответствует эффективности применяемого метода: темный цвет соответствует большей эффективности, светлый тон – меньшей.

Рассмотренные выше примеры показывают, что преодоление психологических затруднений учащихся в процессе обучения физике в рамках программы средней школы является реальностью и необходимостью правильного, адекватного современным условиям, обучения. Этот процесс возможен с помощью подбора оптимальных приемов для конкретных педагогических ситуаций. Оптимизация приемов и методов обучения играет не менее важную роль, чем создание новых программ и новых методик. Она является скрытой или явной существенной частью творческого поиска каждого учителя и нуждается в активной разработке со стороны как практикующих учителей, так и ученых.

Литература:

1. Кеняев Е.Д. О качественном моделировании, “Физика в школе”, №1, 2001.
2. Журнал “Социальная работа”, №1\12, 1999.
3. Робикова В.М. Уроки решения задач, “Физика”, № 38, 2003.
4. С.А. Тихомирова “Физика в школе” №1, 4 , 2001; И.А. Вецко, Н.А. Резник “Физика в школе” №4, 1998.
5. М.Ф. Лущик, Ситуативные таблицы, “Физика” №22 - №36, 1998.
6. Довга Г.В. “Марафон”, “Физика”, №38, 2003.

Таблица относительной эффективности применяемых методов обучения для классов разного уровня успеваемости по предмету