Проблемное обучение на уроках физики и его значение для развития у учащихся познавательного интереса к окружающему миру

Разделы: Физика


Только человек как мыслящее существо, своим разумом сам определяющий себе свои цели, может быть идеалом красоты, пределом совершенства...

И. Кант

Урок – это основная форма работы учителя, это основа общения учителя и ученика, это главная часть в образовании и воспитании. Урок ставит триединую цель: образовательную, воспитательную и развивающую.
В любой деятельности главным является результат. Результат образовательного процесса – это изменения в знаниях, способностях, отношениях, целостных ориентациях. Результат образовательного процесса может быть достигнут при использовании различных методов обучения и способов деятельности.
Наиболее интересным нетрадиционным методом, используемымв процессе познания, является проблемное обучение и развитие. Имеется множество мнений о достоинствах и недостатках метода, о целесообразности его использования в общеобразовательных заведениях.
Современный быстроразвивающийся и постоянно меняющийся мир ставит жёсткие требования перед образованием. Традиционная система образования превращает ученика в пассивный объект познания, багаж знания у которого может быть большим, а пользы очень мало.
Метод проблемного обучения даёт возможность в дальнейшем самообучаться. Проблемное обучение базируется на умении слушать и наблюдать, выделяя главное; обобщать и систематизировать различные знания и факты; анализировать; высказывать и отстаивать свою точку зрения.
На уроках  физики проблемное обучение можно применять очень широко, причем на всех этапах урока. Например при изучении теоретического материала можно применять проблему – актуализацию использования данного явления  в профессии (различное использование статического электричества электриками, операторами, радиомеханиками, программистами). Находить и выделять вопрос – проблему очевидного, обыденного, однако имеющее неверное решение – знание или неверную трактовку и понимание (цвет Солнца на Земле).
Рассмотрим конкретные примеры.

Тема «Состояние вещества в природе»

На первом уроке по теме перед объяснением можно задать вопросы-проблемы о сохранении воды (холодной) в теплый день без термоса или о чувстве холода в жаркий день после купания и чувстве тепла в воде (температура воды много ниже температуры воздуха), особенно в ветреную погоду.
На этапе закрепления взаимопревращений газ-жидкость можно предложить учащимся проделать эксперимент (каждому) с рукой и решить эту проблему:
Дышим – ощущение тепла, дуем – ощущение холода (температура выдыхаемого воздуха всегда одинаковая).

Тема «Влажность»

Перед объяснением темы можно задать вопрос о том, что учащиеся понимают под влажностью. Чаще всего первый ответ неверный (содержание воды в воздухе). При таком ответе можно создать проблему с бессмысленным результатом (рассмотреть сезон дождей в тропиках).
Сплошная вода ( = 100%) не может быть атмосферой – воздухом. У учащихся четко откладывается в голове смысл влажности воздуха.
На этапе закрепления можно зачитать рассказ о сухих дождях, об огромных листьях бананов или листьях-колючках. Или задать вопрос о кошках и собаках – почему носы бывают сухие и мокрые? О чем можно узнать по носу животного?

Тема «Волновые свойства света»

При изучении дисперсии света большую проблему вызывает вопрос цвета Солнца.
Прожив 15–17 лет, учащиеся не знают цвет Солнца, называют желтый, красный, но только не белый.
Узнав о белом цвете, учащиеся с большим интересом слушают об изменение цвета Солнца в течение дня.
Особенно хороший эффект может быть достигнут физическим экспериментом. Эксперимент – проблему можно использовать на всех этапах урока (актуализация, изучение темы, закрепление, домашнее задание). Для вовлечения в работу большого количества обучаемых необходимо использовать дифференцированный подход и интенсивность обучения. Показательным является пример с окрашиванием бумаги в малиновый цвет в процессе диффузии молекул нашатырного спирта.
Данный опыт – проблема предполагает как полный целостный ответ сразу, так и ответы по небольшим частям (без дополнительных пояснении, вопросов или с таковыми). Опыт может быть продолжен мысленным экспериментом – путешествием из настоящего в будущее с разными версиями будущих последствий.
При выполнении фронтальных лабораторных работ можно использовать нетрадиционный вариант (схему – методичку-описание). Работа выполняется не для проверки законов (последовательного и параллельного соединений), а для наблюдения, поиска недостатков и преимуществ; обнаружения перспектив использования и защиты от поражающего действия тока. Нужно пробовать быть не просто учителем, но и учителем – «подсказчиком» идей (верных и неверных), направлений выполнения эксперимента, результатов (нужных, бесполезных, вредных).
Проблемное обучение – это развивающее обучение. Решение проблемных вопросов учащимися приводит к продуктивной деятельности, а продуктивная деятельность – это творчество. Это использование и применение уже им известного в новых ситуациях, либо конструирование нового способа деятельности на основе имеющихся знаний. Интересная, значимая для учащихся проблема должна быть решена, а чаще всего это не типовая задача и не типовое решение. Решение таких задач – проблем приводит к развитию мышления (индивидуального или коллективного), а мыслительная деятельность благотворно влияет на собственное «я» и на место этого «я» в обществе.
Но нужно быть очень чутким и внимательным, чтобы случайно не ущемить это «я», а поощрить. В работе я использую идею педагогики сотрудничества, методы, вызывающие чувство успеха, значимости, необходимости.
Методы проблемного обучения дают мостик для интенсивного обучения, которое опирается на различные формы индивидуальной деятельности учащихся. Интенсивное обучение – это работа учащихся, а не присутствие. Однако, рассматривая вопрос интенсивного обучения, нельзя забывать про базу знаний у учащихся. Подготовка учащихся разная, уровень знаний отличается очень сильно. В общем, знания учащихся, поступающих в наш лицей, очень слабые, что показывают и доказывают срезы знаний по вопросам за школьный курс. Поэтому в своей работе я всегда применяю дифференцированный подход в обучении.
Весь дидактический материал разрабатываю с учетом использования на любом этапе урока (актуализации, объяснения нового материала, при любом закреплении, при формировании умений и навыков).
Дифференциация дает возможность выбора учащимся, возможность получить по выбору оценку от 3 до 5 баллов.
С 2004 года я поставила перед собой задачу применить дифференцированный подход к проблемному обучению. На данном этапе работы использую дифференциацию при выполнении самостоятельных работ (индивидуальных или в паре), а также при подборе домашних заданий. Задавая домашнее задание по геометрической оптике, предлагаю решить проблему – качественную задачу или проделать и объяснить эксперимент – проблему.

Примеры:

Какой высоты должно быть зеркало (плоское) в вашем доме, чтобы вы видели себя в полный рост?
Почему в воде размеры вашего тела (палец, рука) «становятся» другими (толстые, короткие)?
Почему иногда при  купании на поверхности  тела появляются зеркальные шарики?
Решение данных задач требует разного уровня знаний, мышления, подходов и разного количества умственной работы.
Также в своей работе применяю исторические обзоры. При использовании исторических фактов применяю не только «сухие», точные научные факты, но и смешные, порой даже анекдотичные случаи, произошедшие с выдающимися учеными.
В профессиональном образовании и, естественно, в нашем лицее обучаются слабоуспевающие, часто педагогически запущенные дети. Поэтому преподавание физики в профессиональном образовании требует гуманизации или очеловечивания преподавания.
Конечно же, невозможно курс физики уменьшить или просто сжать и упростить, этого нам не позволяют стандарты образования. Одним из выходов можно считать перераспределение времени на простое гуманизированное восприятие и точные научные знания. Вот и появляется необходимость использования в преподавании исторических обзоров – разгрузок. С одной стороны, исторические обзоры – разгрузка, но с другой стороны, – это столкновение личного «я» ребенка с другими личностями. Столкновение предполагает сравнение своих возможностей с возможностями и способностями других, а это уже мышление. Проследим, как можно использовать исторические обзоры на разных этапах урока. На этапе активизации деятельности исторические обзоры использовать проще всего, однако материал такого обзора должен оставаться интригой до конца урока.

Пример 1.

При изучении рентгеновского излучения можно обратиться к очень интересным историческим данным. Забывчивость выдающегося немецкого физика Рентгена (забыл отключить стеклянную двухэлектродную трубку) привела к появлению в темной лаборатории «движущегося скелета» самого Рентгена. Временно существующий скелет живого Рентгена привел к снимку – фотографии скелета женской руки с обручальным кольцом, опубликованным в печати. Статья с публикацией заставила родных, знакомых, коллег соболезновать Рентгену по поводу смерти его жены. Всех соболезнующих встречала улыбающаяся жена Рентгена.

Пример 2.

Изучение всемирного тяготения или три закона динамики можно начать с небольшого кусочка биографии Ньютона. В рождественскую ночь 1643г. в семье фермера средней руки была невероятная суматоха. В полночь в Англии родился мальчик, настолько маленький, что его можно было посадить в пивную кружку. В данном случае зацепкой или крючком будет пивная кружка (можно коротенько рассказать о вреде пива и т.д.).

Пример 3.

На этапе усвоения знаний исторические обзоры можно посвятить английскому ботанику Брауну. Зачитать выдержки и рассказать его идею и опыты по доказательству живой сущности пыльцы.
Опыты Брауна опровергли его же идею, однако привели к доказательству беспорядочного, хаотического движения молекул, атомов воды. Опыты Брауна просты и наивны. Это заметят даже учащиеся, однако вся работа пронизана энтузиазмом, целенаправленностью, увлеченностью. Человеку очень трудно изучать то, что невозможно увидеть и даже представить, а история работы Брауна позволяет изменить отношение к миру молекул, атомов. Данный рассказ разгрузит учеников.

Пример 4.

При изучении радио целесообразно использовать исторические обзоры про А.С. Попова. Начать можно с рассказа про работу преподавателя – инженера по созданию первого в мире приемника электромагнитных волн, способного превращать их в механические – звуковые волны звенящего звонка. Затем продолжить историю рассказом про толпу студентов, бегущих по коридорам во время лекции. Впереди всех бежал сам Попов со своими кружковцами. Все это происходило в Кронштадтском морском училище в городе Санкт-Петербурге в 1895г. А закончить историю высказыванием великого физика Герца («Открытые мною электромагнитные волны – интересная штука, но использовать их человек не будет») и телеграммой Попова «Генрих Герц».
Конечно же, особое внимание уделяю на уроках историческим обзорам, связанным с нашими русскими учеными – физиками: М.В.Ломоносовым, М.И.Ползуновым, П.Л.Капицей, М.В.Курчатовым, К.Э.Циолковским и  многими другими.
Данные знания не только помогают учащимся активнее работать, усваивать больше материала, но и быть в нем заинтересованным.
Самое же главное, что прослеживается практически во всех исторических обзорах, – это трудолюбие, целеустремленность, патриотизм, бескорыстие всех ученых, давших нам современные знания и научно-технический прогресс.
Использование проблемного обучения с применением дифференцированного и интенсивного подхода на уроках физики будет способствовать развитию творческих способностей, мышления. Творческий подход и мышление – важнейшие компоненты повышения эффективности процесса обучения.