Успех учащегося в самостоятельном решении проблемы зависит от целого ряда факторов. Но первым из них является “включенность” ученика в проблему. Теперь уже не достаточно просто привлечь внимание ученика к вопросу, вызвать к нему интерес. Нужна более сильная мотивация. С.Л.Рубинштейн пишет: “Мыслить человек начинает тогда, когда у него появляется потребность что-то понять” [1, с.369], следовательно, прежде всего, нужно пробудить у ученика потребность думать над проблемой. А значит , создать у него особое состояние, которое психологи называют проблемной ситуацией. Как же это состояние вызвать?
Психологи утверждают, что интерес новизны возникает там, где новое может вступить в связь с прошлым опытом, то есть находится в зоне ближайшего развития ученика.
Учебно-проблемная ситуация может быть создана разными приемами:
а) постановкой перед учащимися задачи, решения которой возможно лишь на основе изучения данной темы;
б) беседой (рассказом) учителя о теоретической и практической значимости предстоящей темы (раздела) программы;
в) рассказом учителя о том, как решалась проблема в истории науки.
Учитель может предложить учащимся на основе имеющихся знаний или жизненного опыта предсказать характер протекания явления, результат эксперимента, ожидаемые из теории следствия и т.д. Но делать это предложение полезно в тех случаях, когда интуиция ученика его обманывает. И тогда при дальнейшем изучении вопроса выясняется, что реальность противоречит ожидаемому эффекту. Такая ситуация вызывает желание понять, в чем дело и разобраться в сути явления. Часто на уроке физики эта ситуация создается демонстрацией опыта, предваряющей изучение явления. Неожиданные эффекты, наблюдение новых сторон в, казалось бы, известном явлении создают острую проблемную ситуацию. Учитель, используя обширный материал для сравнения противоположных взглядов, критических оценок и позиций, дает возможность обучаемым оказаться в ситуации выбора мнения, подхода, варианта решения из имеющихся систем.
Хорошо известно, что ничто так не привлекает внимания и не стимулирует работу ума, как удивительное. Об удивлении как стимуле занятия наукой написано немало. Но как, какими способами можно вызвать это чувство на уроке?
Проиллюстрируем широчайшие возможности предмета физики для создания острых проблемных ситуаций различных типов на примерах, которые я часто использую в своей практике.
Пример 1. Ученики 7 класса знают о существовании трения, о том, что трение мешает движению, но насколько значительна роль трения в природе и технике, они не представляют. Начиная урок с впечатляющей картины “мира без трения”, можно создать ситуацию удивления, возбуждая любознательность ребят.
Пример 2. Тема: “Излучение и спектры”. После рассказа о широко распространенном тепловом излучении можно предложить ученикам послушать отрывок из повести К.Паустовского “Черное море”: “Сметанина вскочила, схватила меня за руку и крикнула: “Море горит!”. Я оглянулся. Все, что произошло дальше, я до сих пор не могу представить себе как действительность. Люди в таких случаях говорят, что действительность была похожа на сон, но это неверно. Она была лучше самого необыкновенного сна.
Море горело. Казалось, его дно состояло из хрусталя, освещенного снизу лунным огнем. Свет разливался до горизонта, и там, где всегда сгущается тьма, небо сверкало, как бы затянутое серебряным туманом”. Почему? В чем причина этого необыкновенного явления? Интригующая картина и необычность происходящего заставляют задуматься над острой проблемой.
Пример 3. Изучается зависимость проводника от температуры. Ученикам предлагается вычислить сопротивление обычной лампы накаливания по указанным на ее цоколе данным (100 Вт, 220 В) и сравнить полученный результат с сопротивлением, измеренным с помощью омметра. Сопротивление, вычисленное учащимися по формуле, оказывается равным 484 Ом, а измерение омметром -35 Ом (?). Как можно объяснить такие противоречивые ответы?
Пример 4. Тема: “Магнетизм. Точка Кюри”. В патентное бюро пришла заявка на изобретение. Инженер предложил использовать мощный электромагнит для вытягивания из печи раскаленных железных заготовок. Но в авторском свидетельстве на это изобретение ему было отказано. Почему?
Пример 5. Тема: “Физиологическое действие радиоактивного излучения”. А. Беккерель намеревался прочитать лекцию о явлении радиоактивности и продемонстрировать слушателям полученные у супругов Кюри радий. Этот химический элемент Беккерель носил в этот день в жилетном кармане около 6 часов, не подозревая ни о чем. В результате ученый получил сильнейший ожог, перешедший в язву, которая зарубцевалась только через месяц.
В дальнейшем после специальных медицинских исследований радий стали использовать для борьбы с раком, с кожными заболеваниями.
Почему это стало возможным, и о чем не подозревал Беккерель?
Пример 6. Тема “Атмосферное давление”. Известно, что воздух является смесью газов. Известно также, что газ не имеет своей формы, поэтому его молекулы покидают сосуд, если открыть крышку. Почему же молекулы воздуха, двигаясь хаотично, не разлетаются в космос? Вопрос сопровождается демонстрацией “улетучивания” частиц дыма из прозрачного сосуда при открывании крышки.
Пример 7. Тема “Радиосвязь. Открытие ионосферы”. Маркони решил провести сеанс радиосвязи через Атлантический океан. Специалисты его отговаривали от этого проекта, утверждая, что радиоволны не смогут обогнуть Земной шар. Тем не менее, Маркони настоял на своем. К великому удивлению скептиков, вопреки их пессимистическим прогнозам радиопередача прошла успешно.
Благодаря существованию чего в атмосфере Земли она оказалась возможной?
Пример 8. Изучается условие равновесия рычага. Демонстрация расположения пластилиновых фигурок на доске сопровождается словами: “Хрупкая леди Винтер (она же Миледи, она же графиня де ла Фер) пригласила Портоса в Лувр покататься на качелях. Если катание не состоится, граф Рошфор по доносу Миледи упрячет Портоса в Бастилию.
Вы можете спасти Портоса, если передадите ему чертеж, указывающий правильное положение пары на качелях”.
Пример 9. На одном из первых уроков физики делается вывод о том, что все тела состоят из молекул. Рассказ о двух противоположных гипотезах ученых-философов далекой древности (безграничная делимость вещества – существование мельчайших частиц вещества) ставит детей в тупик. Какая гипотеза их них правильна? Создана проблемная ситуация.
Пример 10. Каждый учитель знает, с какими трудностями связано обычно формирование у учащегося правильных представлений об инерционном движении: ему всегда хочется учесть “силу тяги”. Интуиция подводит. Зачитывается цитата из Аристотеля: “Движущееся тело останавливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие”. Прав ли Аристотель? Формулируется тема урока, проводится экспериментальное исследование проблемы, делаются выводы. Оказывается, ошибался и Аристотель. Как же труден путь познания природы и велико заблуждение великого мыслителя прошлого производит сильное впечатление на учеников, врезается в память и предостерегает от ошибок.
Пример 11. На уроке, посвященном теме: “ Блоки. Золотое правило механики” можно предложить литературно оформленную задачу. Ребята будут проводить опыты, чтобы разобраться и “помочь” герою истории. “Профессор Тарантога, почетный член Академии обеих Медведиц, утверждает, что знаменитые египетские пирамиды не могли быть построены без помощи инопланетян. Профессор обращает внимание на то, что средний человек не может развивать силу, большую, чем собственный вес, в то же время масса одного блока пирамиды доходит до 285 т. Может ли человек, прикладывая малую силу, преодолеть действие большой силы? Чтобы вы ответили профессору Тарантоге?
Для создания интригующей ситуации можно использовать прием “Да-нет”. Учитель загадывает прибор, формулу или правило, а ученики пытаются найти ответ, задавая ему вопросы. На эти вопросы учитель отвечает только словами: “да”, “нет”, “и да и нет”. После игры обязательное краткое обсуждение: какие вопросы были сильными? Какие (и почему) – слабыми? Это позволяет научить ребят вырабатывать стратегию поиска.
Ввод в тему “Оптические приборы” можно осуществить с помощью примера: “Жена немецкого сельского врача Роберта Коха Эмма преподнесла ему на день рождения подарок. Этот дар любимой женщины определил его последующие научные успехи. С легкой руки Эммы ему крупно повезло: вскоре он стал лауреатом Нобелевской премии.
Его именем названа бактерия- возбудитель туберкулеза. Что же подарила его дальновидная жена?” (Микроскоп).
Приведенные примеры убеждают в огромных возможностях предмета физики для создания самых различных по типу и характеру ситуаций удивлении, позволяющих активизировать мышление, внимание и интерес школьников.
Литература
Азерников В.З. Физика. Великие открытия. – М.: Олма-Пресс, 2000.
Выготский Л.С. Педагогическая психология/ Под редакцией Давыдова В.В.. –М., 1991
Зверева Р.М. Активизация мышления учащихся на уроках физики. – М., 1980.
Камин А.Л. Физика. Развивающее обучение. Книга для учителей. – Ростов н/Д: изд-во “Феникс”, 2003.