Учить думать и понимать

Иногда говорят, что умение творить - удел немногих и творческая личность является подарком богов. Может быть, в этом есть доля истины, так как известно, что Пушкины и Моцарты рождаются достаточно редко. Но мы говорим не о воспитании гениев, о формировании личности, умеющей мыслить самостоятельно, нестандартно. Практика показывает, что формальное усвоение знаний по любому предмету, в том числе и по физике, большой пользы человеку не приносит. Во время учебы ученик еще может решить обыкновенные текстовые задачи, особенно те, которые требуют лишь подстановки приведенных в условиях значений физических величин в соответствующую формулу и последующих математических операций с ними. Такие задачи мало отличаются от математических и могут решаться формально, без глубокого осознания содержания описанных в условиях физических явлений и процессов.
Жизнь со временем требует от бывшего ученика или же студента сформированного определенным образом физического мышления и особенного деятельностного подхода к решению реальных физических задач. К тому же во многих случаях задач творческих, решение которых требует соответствующего творческого воображения и такого же уровня мышления. Проблема развития комплекса свойств личности, входящих в понятие «творческие способности», требует длительной целенаправленной работы, поэтому эпизодическое использование творческих задач не принесет желаемого результата. Познавательные задания должны включать в себя систему познавательных действий и операций, начиная от действий, связанных с восприятием, запоминанием, припоминанием, осмыслением, и кончая операциями логического и творческого мышления.
В соответствии с особенностями и целями применения разного рода задач предлагаем следующую базовую модель урока, направленного на развитие творческих способностей в системе специальных уроков развития, а также занятий по различным учебным предметам. Его структура может включать в себя четыре последовательных этапа:

1. Разминка.
2. Развитие психических механизмов, лежащих в основе творческих способностей учащихся (памяти, внимания, мышления, воображения). Работа по формированию и развитию на основе специальных задач, в том числе и по вводу рациональных приемов, ориентированных на организацию управляемой деятельности учащихся, позволяет добиваться значительных результатов в развитии познавательных и творческих способностей.
3. Этап выполнения развивающих частично-поисковых задач.
4. Решение творческих заданий, рассчитанных на новые "повороты" при рассмотрении давно известных понятий, на неожиданные, непривычные комбинации с целью воспитания у учащихся умения видеть новое в известном, использовать полученные знания в новых или сильно видоизмененных условиях и в дальнейшем выйти на решение изобретательских задач.

А теперь расскажем подробнее о каждом этапе.

Первый этап. Разминка. На этом этапе преобладают репродуктивные задачи, хотя доля репродукции успешно снижается за счет ограничения времени на ответ, применения "обманных" заданий, чередования на одном и том же занятии вопросов из разных областей знаний. Это придает дух соревновательности, контролирует внимание, развивает умение быстро переключаться с одного вида деятельности на другой. Все эти умения в совокупности войдут в структуру заданий творческого характера, которые могут иметь место как на урочных, так и неурочных занятиях по различным учебным дисциплинам. В активной фронтальной работе принимает участие весь класс.
Перед началом разминки учитель может дать установку примерно такого содержания: «Ребята, вам будет предложена серия довольно простых вопросов. Однако работа усложняется тем, что ее придется выполнять в высоком темпе. Ваша задача: прослушав очень внимательно каждый вопрос, как можно быстрее дать на него четкий ответ". Такие вопросы я называю «Гимнастика ума»:

1. Расставьте в порядке убывания:  1950 г, 0,24 т, 0 22 ц, 2 мг.
2. Расставьте в порядке возрастания: 123кН, 22мН, 6кН, 0,4 кН, 0,06 мН.
3. Заполните таблицу: 

Все эти задания, естественно, подбираются в соответствии с уровнем знаний и умений учащихся. Работа должна проходиться в форме учебного диалога. Учащиеся могут отвечать и хором, не поднимая рук (цель: кто быстрее). Кроме того, часть ответов дети могут записывать, после чего тут же проводится проверка. Это, в частности, делается для того, чтобы дать шанс работать каждому в своем темпе, вне зависимости от того, «тихоход» он или «быстродум». Могут быть использованы и другие приемы проведения разминки, например, «Говорящие картинки».

А вот пример усложненной разминки:

• Слово из пяти букв, обозначающее явление природы. Название его есть в названии мультфильма о ёжике. Что представляет собой это явление? (Туман).
• Слово из десяти букв. Это имя сказочной героини, связанное с твёрдым состоянием воды. (Снегурочка).
• Слово из одиннадцати букв - название звукового прибора, частью которого служит для Совы хвост ослика Иа. (Колокольчик).

Во всех случаях каждый вариант решения оценивается учителем, обращается внимание на ошибки, неточности, вскрываются причины их возникновения. В качестве разминку могут предлагаться проблемные ситуации, позволяющие выйти на тему урока. По реакции детей я делю их на два типа: «с удивлением» и с «затруднением». Учитывая возрастные особенности учеников, в среднем звене создаю ситуации, вызывающие удивление, в старшем - вызывающие затруднение.
Для создания проблемных ситуаций «с удивлением» использую различные приемы. При изучении темы «Теплообмен» постановке учебной проблемы предшествует следующая проблемная ситуация: «Придя в гости, Шерлок  Холмс подошел к окну и посмотрел в него. «Ваш дом каменный и холодный», - заметил он. Что позволило ему это сказать?» В 9-11 классах создаю т.к. называемые проблемные ситуации с затруднением, в основе которых лежит единственное противоречие – между необходимостью выполнить задание и невозможностью это сделать, что вызывает затруднение у учащихся. В 10 классе при изучении темы «Импульс силы» предлагаю задание, которое не выполнимо на основе ранее полученных знаний: «В секции каратэ учат “короткому” удару кулаком, ногой или ребром ладони. Такой удар направлен на несколько сантиметров в глубь тела противника. Обычные же удары, наносимые в какой-нибудь уличной драке, нацелены на поверхность тела. Какой удар наносит большие повреждения?»
Особое значение имеют одобрительные реплики, стимулирующие работу учащихся вселяющие в них уверенность в свои силы. Опыт показывает, что большинство учащихся, как правило, стараются работать, используя свои возможности и способности. Очень важно на этом этапе помочь тем, кто послабее, поддержать и вдохновить их, вселить уверенность в том, что все препятствия преодолимы. Главный девиз проведения разминки: обучение должно быть победным!
Второй этап. Развитие психических механизмов как основы развития творческих способностей. Помятую о том, что развитое мышление, по выражению П.П. Болонского, проявляет себя в рациональных способах запоминания и, к сожалению, именно их развитием так мало занимается нынешняя школа, на этом этапе необходимо заниматься работой по их формированию и усовершенствованию на основе ввода рациональных приемов, ориентированных на организацию управляемой деятельности учащихся. Следует, однако, отметить, что тренировка памяти не заменяет обучения, а способствует повышению его эффективности. Ученые отмечают, что формирование и развитие памяти индивида происходит, за редким исключением, стихийно, без опоры на знания об этом процесса, добытые наукой. Это приводит к далеко не полной реализации способностей мозга хранить и воспроизводить следы текущих впечатлений. Для данного этапа эффективными являются такие методы как «Цветок Знаний», опорный конспект, задачи-парадоксы. Приведем примеры лишь нескольких видов заданий этого этапа.
Задачи-парадоксы дают возможность не только быстро и качественно проверить уровень знаний учащихся, но и стимулируют их познавательную активность при овладении знаниями и умениями.

• Почему мокрые пальцы примерзают зимой к металлическим предметам и не примерзают к деревянным?
• Почему при сильных морозах для восстановления гладкости льда поливку катка производят горячей водой?

«Цветок знаний». Ученику дают карточку с изображением цветка подобный рисунок можно вычертить и на доске или представить на слайде. Преподаватель начинает занятие с того, что в центре цветка проставляет обозначение какой-либо величины. Высказанный ученик или группа в лепестках цветка должна написать ее пояснение, формулы и другие относящиеся к данному понятию сведения.

Опорный конспект строится в соответствии со следующими принципами: базисные опыты, наблюдения и факты; установление между ними логических связей в виде схемы; перевод этих схем на математический и графический языки, главные формулы и графики. Так выглядит конспект по теме: «Закон Ома».
Опыт целенаправленной работы по развитию творческих способностей показал, что существует прямая связь между ними и уровнем развития памяти и внимания, особенно произвольного. Те ученики, которые быстрее решают задачи творческого характера, успешнее выполняют и задания, определяющие степень развития названных познавательных процессов. Это позволило сделать вывод о том, что специальные задания, формирующие приемы рационального запоминания, тренирующие внимание, особенно произвольное, необходимо постоянно включать в уроки, приучая детей всегда быть собранными, готовыми в любой момент к неожиданному повороту событий, что дает им уверенность в собственных силах и ведет к повышению эффективности обучения в целом.

Третий этап. Решение частично-поисковых задач разного уровня. Когда одного из великих французских математиков спросили, почему он такой гениальный, ответ был следующим: "Потому что я знаю три тысячи алгоритмов!" По мнению ПЯ.Гальперина, "инсайт", "озарение", присущие открытиям, - это свернутый алгоритм и интеллектуальное творчество проявляется в умении человека, знакомого с различными подходами к решению научных проблем, в нужный момент "достать" из своей памяти тот или иной алгоритм рассуждения. Задачи данного этапа и являются выражением именно такого подхода к проблеме развития творческих способностей.
Метод гипотез. Учащимся предлагается задание - сконструировать версии ответов на поставленный учителем вопрос или проблему. Первоначальной задачей является выбор оснований для конструирования версий. Ученики предлагают исходные позиции или точки зрения на проблему, усваивают разнонаучный, разноплановый подход к конструированию гипотез. Затем учатся наиболее полно и чётко формулировать варианты своих ответов на вопрос, опираясь на логику и интуицию. Метод гипотез развивается при решении прогностических задач типа "что будет, если …". Метод путешествия в будущее эффективен в любой образовательной области как способ развития навыков предвидения, прогнозирования, гипотетичности.
Рассмотрим применение метода гипотез в теме "Оптические явления" (физика, 7 класс). Обсуждается проблема: Почему после захода Солнца за горизонт вокруг всё ещё светло? Учитель занимает сопровождающую и поддерживающую позицию.
- Облака как бы задерживают в себе свет и выдают его потом потихоньку, когда Солнце уже зашло. Поэтому после захода Солнца еще несколько часов светло" - выдвигает свою версию Маша.
- Интересная версия, - обращается учитель к остальным ученикам. - Маша предполагает, что свет может поглощаться облаками, а потом постепенно излучаться. Такое и в самом деле, возможно, есть опыт с фосфоресцирующим экраном, подтверждающий накопление и излучение света веществом, я его вам позже покажу.
Ученица продолжает свою мысль: «Это как будто мы взяли ведро с дыркой и налили в него воды. А потом вода потихоньку выливается из ведра.»
- Маша сейчас сформулировала модель, иллюстрирующую её гипотезу о поглощении и излучении света, - комментирует учитель. - Свет аналогичен воде, облако - ведру. Замечательно, что у Маши возникла идея моделирования явления. Это один из способов познания, помогающий не только пояснять гипотезу, но и познавать природу.
- А мне кажется, - продолжает другой ученик, - что после захода Солнца мы воспринимаем его свет потому, что когда Солнце заходит, его свет еще не доходит до нас, а когда он дошел, то Солнца на том месте уже нет, оно опустилось.
Новая версия также поддерживается учителем, который задаёт ученику уточняющий вопрос, содержащий в себе опорную формулировку: «Значит, ты думаешь, что свет запаздывает по сравнению с движением своего источника и может существовать без него?»
Ученик задумывается. Некоторые ребята не соглашаются с этим предположением, возникает спор. Учитель поддерживает дискуссию, а затем вводит культурно-исторический аналог - рассказывает о том, что данная проблема интересовала еще древних греков; Галилей пробовал измерить скорость света, но сделать это впервые удалось датскому астроному О.К.Рёмеру. Ученики, таким образом, с помощью метода гипотез выходят на такие проблемы, как поглощение света, конечность скорости света, её связь с источником, моделирование физических явлений. Учитель помогает ученикам сформулировать свои идеи, развернуть их предположения, приводит аналогии из "большой науки".
Метод конструирования теорий. Ученикам предлагается выполнить теоретическое обобщение проделанной ими работы следующими способами:
1) обнаруженные учениками факты классифицируются по заданным учителем основаниям, например: факты о строении объекта, факты о его функциях, факты о процессах, факты о взаимосвязях;
2) выясняются типы позиций наблюдателей, например, хронологическая, математическая, образная;
3) формулируются вопросы и проблемы, относящиеся к наиболее примечательным фактам, например: Влияет ли цвет воска на цвет пламени свечи? Куда девается сгоревшая часть фитиля? Почему нельзя взять пламя в руки?
Дальнейшие занятия обеспечивают развитие образовательного процесса в следующей последовательности теоретических обобщений: факты - вопросы о них - гипотезы ответов - построение теоретической модели - следствия модели - доказательства модели (гипотезы) - применение модели - сопоставление модели с культурными аналогами. Способы конструирования учениками теоретической модели устанавливаются педагогом в зависимости от изучаемой образовательной области или темы.
Наиболее эффективной формой организации учебной деятельности учащихся при решении исследовательских задач является групповая работа. Она обеспечивает индивидуальное развитие каждого учащегося, формирование межличностного интеллекта, а это в первую очередь означает высокое развитие коммуникативных способностей. На мой взгляд, самой интересной формой групповой деятельности является мозговой штурм. Во время этой работы ученики тренируются кратко и четко выражать свои мысли, учатся слышать и слушать друг друга. Обычно штурм провожу в 10-11 классах в форме групповой работы. В проекте урока выделяю три этапа: выдвижение гипотез, проверка гипотез и их критическое оценивание, представление классу наиболее оптимального способа решения. Вот некоторые из проблем, способствующие деятельности в режиме «мозгового штурма»:
- Электромагнит используют в качестве «крюка» при погрузке металлолома. Но вот его поднесли к очередному грузу, а груз не поднялся. Перечислите возможные причины этого.
- Гололед – причина огромного числа аварий. Предложите способы уменьшить аварийность.
Группы могут работать по двум вариантам. Первый вариант: группы одновременно, независимо друг от друга штурмуют одну задачу. Затем организуется конкурс идей, и жюри, состоящее из учеников, выбирает лучшее решение. Второй вариант организации работы: каждая из групп штурмует свою задачу, но при этом все задачи должны быть объединены одной, более общей проблемой. Метод мозгового штурма использую и для организации тематических деловых игр. Таким образом, использование различных методов решения учебной проблемы позволяет в моей работе с учащимися решить следующие задачи: обеспечить освоение учениками творческой деятельности – выполнение исследований, проведение экспертиз, составление прогнозов, разработку проектов, что формирует теоретическое мышление и технологическую культуру учащихся, создаёт условия для самовыражения, признания, самоутверждения каждого ученика как личности. Частично-поисковая задача содержит такой вид задания, в процессе решения которого учащиеся, как правило, самостоятельно, без участия учителя или при его незначительной помощи, открывают новые для себя знания и способы их добывания.
Четвертый этап. Решение творческих задач, которые в нашей работе можно подразделить на два типа. Это собственно творческие задания, которые связаны с той или иной учебной дисциплиной. Они требуют большей или полной самостоятельности и рассчитаны неординарный, нетрадиционный подход и творческое применение знаний. Самым высоким уровнем познавательной самостоятельности учащихся считаю исследовательский метод решения учебной проблемы. Его использую на лабораторно-практических занятиях, обобщающих уроках в старших классах, когда учащиеся имеют достойную теоретическую базу и определенный уровень мировоззрения, что позволяет им поставить проблему и решить её.
Например, в 7 классе при изучении темы «Давление» предлагаю собрать модель фонтана. А в 9 классе при изучении темы «Реактивное движение» мальчишки с удовольствием собирают модель ракеты. Выполнение учащимися опытов и наблюдение в домашних условиях является важным дополнением ко всем видам экспериментальных и практических работ. Особое значение домашние опыты и наблюдение имеют для развития познавательного интереса и творческих способностей школьников, для формирования у них экспериментальных умений и навыков. Роль домашнего эксперимента особенно велика при формировании понятий, где необходима опора на конкретный материал, на чувственное восприятие предметов и явлений. Например, в 7 классе я предлагаю выполнить дома, следующие экспериментальные задания:

• Измерьте толщину своего волоса при помощи линейки,
• Определите плотность куска мыла.

Каждая из этих форм исследовательской работы требует обязательного прохождения большей части или необходимых этапов исследования: наблюдения фактов и явлений; постановки проблемы; выдвижения гипотез; планирование этапов исследования; выявление связей данного явления или проблемы с другими; формулирования и объяснения решения; проверки решения; практических выводов о возможном применении полученных знаний.
Еще одним эффективным методом, при котором учащиеся в активной деятельности проявляют и развивают свои индивидуальные способности, осознают интересы, склонности, - проектное обучение. Работу над проектом я организую как индивидуально, так и в группах. Она заканчивается презентацией личностно-значимых результатов (в форме научного сообщения, сочинения – размышления и.т.д.) Моя роль в процессе создания проекта – роль руководителя, помогающего определить цели, замысел работы, подобрать литературу; рефлексирующего вместе с учениками ход работы, полученные результаты.
Это задачи повышенной трудности интегративного характера они отличаются тем, что одно и то же задание ориентировано на применение знаний из различных школьных дисциплин одновременно, т.е. на интеграции знаний и способов деятельности в целом. Творческое, «нестандартное» - это довольно широкое понятие, в большей мере связанное с деятельностью, которую в психологии называют продуктивной. Нестандартные задания различны по установке, определяющей характер деятельности ученика: одни из них предполагают опознание отдельных явлений и их признаков, другие их объяснение, приведение доказательств к таким заданиям и относятся изобретательские задачи. Опыт показывает, что интерес к такой деятельности у ученика достаточно большой. Известны и положительные результаты использования изобретательских задач: не так уж и редко ученики предлагают достаточно оригинальное техническое решение. К тому же, решение изобретательских задач позволяет им осознать настоящую цену знаниям у них мотивов обучения. Для решения изобретательской задачи всегда используется определенные физические явления и эффекты. Но характерной особенностью этих задач есть то, что они могут иметь значительное количество различных, не исключающих друг друга решений.
Например: В США обострилась проблема чистой воды. В связи с этим предложили наладить буксировку айсбергов от берегов Аляски к калифорнийскому побережью. И сразу возникает вопрос: не растает ли айсберг по дороге?
Решения. А) Айсберг будет таять под действием солнечных лучей, давая в систему водоснабжения пресную воду, если солнечное излучение будет не отражаться, а поглощаться. Для этого айсберги предложили покрывать слоем сажи, что обеспечило интенсивное таяние льда под действием солнца.
Б) Покрыть айсберг прозрачной пленкой для создания парникового эффекта, как в теплице и еще направить на него солнечные лучи сфокусированные параболоидальными зеркалами. Тогда парниковый эффект еще более усилиться. Вряд ли сразу понадобится такое большое количество пресной воды, как целый айсберг. Для того чтобы эффективнее его растапливать, конечно нужно раздробить.
Долгое время единственным инструментом решения творческих задач — задач, не имеющих четких механизмов решения, — был "метод проб и ошибок". В 20 веке резко возросла потребность в решении творческих задач. Это привело к появлению различных модификаций "метода проб и ошибок". Наиболее известны из них "синектика", "морфологический анализ", "метод контрольных вопросов". Суть этих методов — повысить интенсивность генерации идей и перебора вариантов. Главная проблема при их использовании — можно сэкономить время на генерации идей, но это приводит к большим затратам времени на их анализ и выбор наилучшего варианта. Г. С. Альтшуллер поставил задачу иначе: "Как без сплошного перебора вариантов выходить сразу на сильные решения проблемы?" Решить эту задачу помогут принципы, лежащие в основе ТРИЗ (теории решения изобретательских задач):

• Принцип объективности законов развития систем — строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам. Cильные решения — это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам.
• Принцип противоречия — под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Сильные решения — это решения, преодолевающие противоречия.
• Принцип конкретности — каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеют конкретные особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Сильные решения — это решения, учитывающие конкретные особенности конкретных систем, а так же индивидуальные особенности, связанные с личностью конкретного человека, решающего проблему.

Опыт показал, что изобретательские задачи легко и органично вписываются во все методики обучения, направленную на активизацию творческого потенциала школьников. Неоценимую пользу оказывает самостоятельное конструирование изобретательских задач учащимися. Приведу пример самостоятельного творчества ученика:
Как измерить длину змеи, учитывая что ее укус может быть смертельно опасен?
Решение.  Если трудно измерять змею, надо заменить ее на оптическую копию. Сфотографируем змею и будем проводить измерения по фотографии. Надо только сделать так, чтобы рядом со змеей на снимке (для масштаба) присутствовала линейка или какой-либо предмет с точно известными размерами.
Анализ полученных результатов позволил сделать ряд выводов. Применительно к ситуации школьного обучения творческие способности проявляются в решении творческих способностей школьников, выступает не эпизодическое решение отдельных творческих познавательных задач, а планомерное, целенаправленное предъявление их в системе, отвечающей следующим разработаны нами требованиям:

• познавательные задачи должны строиться преимущественно на междисциплинарной, интегративной основе и способствовать развитию психических свойств личности, лежащих в основе развития творческих способностей - памяти, внимания, мышления, воображения;
• задачи должны подбираться с учетом рациональной последовательности их предъявления: от репродуктивных, направленных на актуализацию имеющихся знаний, к частично-поисковым, ориентированным на овладение обобщенными приемами познавательной деятельности, а затем и к собственно творческим, позволяющим рассматривать изучаемые явления с разных сторон;
• система познавательных задач должна вести к формированию следующих важнейших характеристик творческих способностей: беглость мысли; гибкость ума; оригинальность; любознательность; умение выдвигать разрабатывать гипотезы.