Инновационная деятельность при обучении решению задач по физике

... Каждый день входя в класс, понимаю насколько разные ученики сидят передо мной. Каждый со своей установкой на мои действия. Каждый по-своему уважаем и каждый со своим отношением ко мне и моему предмету. Знаю, что, если это первый урок, то некоторые еще полусонные. Если середина дня, то многие уж очень активные. Если последние уроки, то уставшие. Я начинаю урок и первое, что делаю-вглядываюсь в глаза ребят. А в голове мысль как сделать, чтобы они включились в деятельность, которую для них сегодня наметила? Как научить их тому, чему хочу научить? И невольно ловлю себя на мысли, что от моих личностных качеств и профессионализма во многом зависит успех обучения и формирования личности каждого ученика в классе...

Модернизация образования – объективное требование, вытекающее из главной задачи российской образовательной политики, заключающейся в обеспечении современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.

Всестороннее развитие личности учащегося на основе его внутреннего потенциала и в соответствии с лучшими культурно-историческими традициями общества и техническими достижениями человечества является первостепенной целью образования. Она и предопределяет основные направления модернизации образования, которая ориентирована не только на усвоение каждым учащимся определенной суммы знаний, но и на развитие личности ученика, его познавательных и созидательных способностей, его творческой самореализации на благо общества и свое личное благо.

Потребности в новых подходах к знаниям, в новых знаниях, с одной стороны, и проблема здоровьесбережения обучающихся, с другой стороны, связанная с огромным потоком информации, обрушивающейся на обучающихся, требуют построить учебно-воспитательный процесс в современной школе таким образом, чтобы полученные знания были составной частью устройства жизни школы: предоставление возможностей проявлять лучшие качества, соблюдать правила морали и нравственности.

Процесс решения задач служит одним из средств овладения системой научных знаний по физике. Развитие творческого мышления и самостоятельности, подготовка школьников к участию в рационализаторстве и к творческим поискам путей повышения производительности труда возможны только при условии систематического решения задач. Важное значение имеют задачи как средство диагностики общего умственного развития и специальных способностей учащихся.

Их решение имеют большое воспитательное значение, так как с помощью задач можно познакомить учащихся с достижениями науки и техники; воспитать трудолюбие. настойчивость, волю. характер, целеустремленность. Процесс решения задач также является средством контроля знаний, умений и навыков учащихся.

Научить решать задачи одна из сложнейших педагогических проблем.

Несмотря на то, что детально разработана методика решения, есть алгоритмы общего подхода, все же не удается пока обучить всех учащихся решению задач и связано это с тем, что не учтен ряд психологических трудностей и прежде всего непонимание учащимися того, для чего необходимо знать тот или иной материал и мотивация процесса учения. Учащимся трудно потому, что нужна сообразительность, так как в каждой теме требуются “свои” навыки и умения.

В своей практической деятельности использую элементы технологии поэлементного обучения решению задач (В. М. Шейман, А.М. Хант). Согласно которой ученики сначала овладевают отдельными элементами, конкретными действиями (а не по всему циклу сразу). И когда большинство овладевает необходимыми действиями, учу решать задачу целиком. Делаю это по алгоритму при максимальной самостоятельности, но под моим контролем и с моей помощью.

В работе можно использовать следующие этапы технологии:

1. в задачах по теме выделяю отдельные элементы;
2. для обработки этих элементов составляю специальные упражнения, а иногда использую простейшие задачи;
3. за 2–3 урока до начала решения задач выполняем эти упражнения. Многократно выполняются при этом элементарные действия в различных дидактических ситуациях;
4. когда отработаны навыки выполнения отдельных действий, даю алгоритм решения задач данного типа, но предварительно по алгоритму решаю у доски 1–2 стандартные задачи;
5. этап самостоятельной работы учащихся. Но в начале даю ряд целенаправленных вопросов (например, “Какая сила действует на тело?” “Как движется тело?” “Куда направлена скорость?” и т.д.)

После обсуждения задачи ученики самостоятельно ее решают, а учитель может контролировть их работу, помогать при затруднениях.

Не все элементы решения при этом отрабатываются одновременно: некоторые усвоены ранее (например, краткая запись условия, перевод данных в одну систему единиц, проверка наименований. вычисления) и в процессе конкретного урока они только отрабатываются.

Покажу технологическую цепочку при обучении решению задач на примере темы “Теплота и работа” (10 класс).

1. Повторение формул по теме. Обычно к используемым формулам для расчета количества теплоты (Q=cm∆t, Q=Lm, Q=qm) добавляю: Q1= Q2; Q=А; А= Q; η Q1= Q2; η Q=А; η А= Q. Процесс повторения и запоиминания формул провожу прибегаю к диктантам, программированному контролю знаний, использую в работе и физическое лото.

2. Обучение записи условия задачи фактически является анализом задачи.

3. Выбор основного уравнения. Прочитав условие, задаю ребятам вопросы такого типа: “Что отдает энергию?”, “Что принимает энергию?, “Всю выделившуюся энергию получают тела или только часть?”.

4. Сообщение алгоритма решения задачи:

1) Изучив условие задачи, запишите его кратко.
2) Кратко письменно объясните процесс, описанный в условии задачи и выберите основное уравнение для решения.
3) Выразите, используя другие, известные вам формулы. все величины, входящие в основное уравнение.
4) Подставьте их в основное уравнение и решите его относительно неизвестной величины, т.е. решите задачу в общем виде.
5) По ответу рассчитайте наименование полученной величины, т.е. проверьте, совпадает ли оно по смыслу.
6) Получите числовой ответ.
7) Оцените его достоверность.

5. Проверка ответов по наименованиям величины.

6. Расчет числового ответа с помощью калькулятора.

7. Проверка ответе на достоверность.

Для успешного закрепления и контроля усвоения материала можно провести игру “Цепочка”, которая способствует развитию самостоятельности и ответственности перед членами группы за проведенную работу. Перед игрой неоходимо поделить класс на группы с равным количеством заданий в каждом варианте (чаще по 5 человек). Необходимо предварительно указать места участников, так как первые задания более простые, то их выполняют более слабые ученики. На бланке ответов напротив номера задания в рамку ученик вписывает полученный им ответ, его же использует следующий ученик для решения следующей задачи и т.д. В случае затруднения члены команды помогают участнику, но за это получают штрафные баллы.

Пример одного из вариантов.

Для решения проблемы профориентации и развития интереса к науке будущих представителей гуманитарных профессий необходимо использовать в работе задачи с историческим биологическим, зкологическим содержанием.

Например:

1. При коронации Павла I сообщение о начале церемонии передавали из Москвы в Петербург 3250 солдат, расположенных на всем 650 – километровом пути от одного города до другого. При первом ударе соборного колокола в Москве ближайший к собору солдат выстрелил в воздух; его сосед, услышав сигнал, “ передал” его дальше, разрядив свое оружие; так продолжалось до города на Неве. Последний солдат произвел выстрел из пушки. Каждый служака на восприятие звука и подготовку к выстрелу тратил в среднем 2,7 с. Всего же на передачу сигнала ушло 3 с. Сколько времени по воздуху “летел” сигнал между столицами?

2. Доля выработки электроэнергии на АЭС составляет в настоящем время 12–15%. Интересно подсчитать. какой подвижной состав мог бы справиться с перевозкой по железным дорогам, например России, топлива для ТЭС, которые могли бы компенсировать энергию, вырабатываемую на АЭС.

3.

Все мертво...на берегах уснувших
Лишь ветра слышен легкий звук,
И при Луне в водах плеснувших
Струистый исчезает круг.

Вопрос: почему круг, образовавшийся на воде от упавшего предмета, ясно виден при Луне?

Использование методов проектно – исследовательской деятельности позволяет научить обучающихся решать экспериментальные задачи, в том числе и задачи исследовательского характера, использующиеся в качестве домашнего задания. Например:

1. Какова зависимость температуры кипения воды от атмосферного давления?
2. Как зависит скорость остывания горячего кофе от количества сахара – рафиниада в нем?

В современной школе можно использовать метод кейс-study как технологию обучения. Case Method позволяет реализовать концепцию обучения из опыта. Это конкретная ситуация описание действительных событий, имевших место в процессе профессиональной деятельности в словах, цифрах, образах. Опыт использования кейс-технологии при обучении показал его высокую эффективность с точки зрения: 1) развития навыков структурирования информации и идентификации проблем; 2) актуализации и критического оценивания накопленного опыта в практике принятия решений; 3)эффективности коммуникаций в процессе коллективного поиска и обоснования решения; 4) повышение мотивации на расширение базы теоретического знания для решения практических задач.

Применяемый на занятиях случай должен удовлетворять следующим требованиям:

• случай должен быть приближенным к жизни и действительности и оформленным таким образом, чтобы позволял установить непосредственную связь с накопленным жизненным опытом;
• случай должен содержать проблему;
• случай должен быть обозреваемым и решаемым в условиях временных рамок и индивидуальных знаний, навыков, способностей учащихся;
• случай должен допускать различные варианты решения.

Ученики с гораздо большей охотой берутся за дело и им удается лучше его выполнить, потому что любимое дело человек всегда делает лучше, чем иное, поскольку ему предоставляется возможность продемонстрировать не только свои знания и умения, но по возможности, творческую фантазию, то есть показать себя как Личность.

Литература

1. Усова, А.В., Бобров, А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. М.: Просвещение, 1988.
2. Шейман, В. М., Хаит, А.М. Технология поэлементного обучения решению задач.// Физика в школе. – № 5, 1994.