Деятельность – это активное взаимодействие человека с окружающей средой. Она играет решающую роль в становлении физических и духовных качеств личности. Педагогами и психологами доказано: учебный процесс эффективен в отношении усвоения знаний и умственного развития учащихся только тогда, когда он вызывает и организует их собственную познавательную деятельность. Бесспорно, что способности человека проявляются в деятельности, в то же время они и создаются в ней. В материалах стратегии модернизации содержания общего образования говорится о том, что “…в современных условиях формирование знаний не является главной целью образования…Знания и умения как единицы образовательного результата необходимы, но недостаточны для того, чтобы быть успешным в современном обществе…Знания являются базой компетентности человека”. А сущностные признаки компетентности человека постоянно изменяются, ориентированы на будущее, имеют деятельностный характер и связаны с мотивацией на непрерывное самообразование. Для развития естественнонаучного мышления у учащихся мною используется системно-деятельностный подход к формированию целей обучения физике (согласно теории С. В. Анофрикова , доцента МГУ), технологии системного усвоения знаний (психодидактическая система) разработанной О.С. Косихиной и А.Н. Крутским, профессором Барнаульского ГПУ, а также созданную мною систему учебно-методических комплексов (УМК) по всему курсу физики(приложение 3).
Таблица 1
Виды человеческой деятельности, связанные с элементами физических знаний.
| Элемент знания | Вид деятельности | |
| по созданию знаний | по использованию знаний | |
| понятие о физическом объекте | создание понятия о физическом объекте | 1) распознание физического объекта по
конкретной ситуации; 2) конструирование физического объекта, соответствующего понятию |
| характеристика физического явления | создание характеристики физического явления | 1) распознание физического явления по
конкретной ситуации; 2) воспроизведение физического явления в конкретной ситуации |
| характеристика физической величины | создание характеристики физической величины | 1) нахождение значения физической
величины в конкретной ситуации; 2) воспроизведение свойства, оцениваемого данной физической величиной |
| характеристика физического закона | выявление устойчивых связей и отношений между физическими величинами , описывающими свойства, взаимодействия, состояние объекта, условия при которых объект находится в данном состоянии | 1) распознавание ситуаций, у которых
связи и отношения между физическими величинами соответствуют данному
закону; 2) создание ситуаций, в которых связи и отношения между физическими величинами соответствуют данному закону |
| характеристика физической теории | создание теории( выделение постулатов, создание идеализированных объектов, разработка математического аппарата) | 1) объяснение конкретных ситуаций на
основе теории; 2) предсказание новых явлений, объектов, их свойств, состояний на основе теории |
| характеристика физического научного факта | получение научного факта | 1) распознание ситуаций,
соответствующих этому научному факту; 2) создание ситуаций соответствующих данному научному факту |
Рассмотрим пример:
Ученый обнаружил, что при прохождении пучка белого света через трехгранную призму на стене образуется радужная полоска.
I этап: Сначала выясним: только ли белый свет при прохождении через призму дает такой эффект?
Затем проведем серию опытов с электромагнитными волнами разной длины…
Ответ: Радужная полоска образуется только в том случае, когда через призму проходит пучок белого света.
II этап: Сначала выясним: только ли при прохождении света через призму наблюдается данное явление?
Затем проведем серию опытов, ставя на пути пучка белого света прозрачные тела различной формы.
Ответ: Радужная полоска образовывается во всех случаях, но разной широты.
III этап: Сначала выясним: оказывает ли влияние на данное явление угол падения пучка белого
света на границу раздела двух сред?
Затем проведем серию опытов, меняя угол падения пучка белого света через трехгранную призму.
Ответ: Радужная полоска образовывается во всех случаях.
IV этап: Вывод: пучок белого света, преломляясь на границе раздела двух сред, разлагается на пучки разной цветности. Называется это явление дисперсией (лат. dispersion – рассеяние) света.
Приемы, эффективно развивающие естественнонаучное мышление обучающихся до теоретического уровня мною используются на протяжении всего времени изучения физики с 7 по 11 класс. В итоге такой последовательности действий у учащихся накапливается система характеристик физических понятий, величин, явлений, законов, физических процессов, приборов и т.д., которая представляет собой остов курса учебного предмета с выделенными элементами знаний. Процесс учения понимается и как усвоение системы знаний, навыков и умений, составляющих инструментальную основу компетенций учащегося, и как процесс развития личности, обретения духовно-нравственного и социального опыта. Дискретный подход является по нашему мнению основой для реализации других методологических подходов, связанных с системным усвоениям знаний:
системно-функционального;
системно-структурного;
системно-логического.
Сущность дискретного подхода к усвоению знаний заключается в том, что на каждом уроке учитель совместно с учащимися проводит анализ структуры учебного материала и выделяет доминирующие элементы знаний.
Элементов знаний, встречающихся впервые и тех что входят в число основных понятий, на которых базируется сущность темы, теории, раздела в целом , а может является даже мировозренческим понятием.
Системно-деятельностный подход в обучении физике позволяет осуществлять различные методологические приемы работы с выделенными элементами знаний( физические понятия, величины, явления, закон и т.д.). Так одним из самых эффективных приемов систематизации являются планы обобщенного характера. Использовать можно сразу же в первый год обучения физике в 7 классе. Это позволяет сформировать системные и метапредметные знания у учащихся уже к концу учебного года. Учитывая возрастные особенности в 8 классе можно расширить число элементов знаний для анализа согласно учебного плана предмета. Так например уже при изучении явления “Диффузии в газах, жидкостях и твердых телах” в 7 классе у учащихся появляется возможность составить маленький рассказ – характеристику данного явления используя памятку обобщенных планов изучения “Физического явления”. Учащиеся на уроке самостоятельно прорабатывают параграф учебника и соответствующий материал УМК по данной теме после анализа наглядного эксперимента, характеризующего данное явление. Затем учитель организует беседу с коллективным обсуждением характеристики “Явления диффузии” с учетом дополнений, а также корректирует и дополняет ответы учащихся…
При изучении явления “Инерции - явления сохранения скорости телом, при отсутствии действия на него других тел” появляется возможность расширить содержание обобщенного плана, увидеть новые связи между уже знакомыми элементами знаний. Какую роль в этой деятельности играет мышление? Что собой представляет естественнонаучное мышление? Это ступень познания, обобщенное и опосредованное отражение действительности. Естественнонаучное мышление – мышление, которое формируется и развивается на основе диалектической связи структурных компонентов физических, химических и биологических знаний, характеризующейся преобразованием предметной реальности во всевозможные модели (образную, знаковую, логическую и др.). Мышление неразрывно связано с развитием речи. В процессе мыслительных операций человек отражает общие свойства явлений и предметов, устанавливает закономерные связи между ними, раскрывает их сущность. Мышление принимает разные формы: от наглядно-действенного вида (практическое) мышление до теоретического.
В науке систему представляют не только связи законов, теорий и понятий, но и знания о них. Ниже представлены планы, руководствуясь которыми можно создать систему по каждому структурному элементу знаний:
а) План-характеристика изучения физического явления (свойства, процесса):
1. Внешние признаки.
2. Условия, при которых проявляется свойство, протекает явление или процесс.
3. Сущность явления, свойства или процесса, механизм их протекания и объяснение на основе современных научных теорий.
4. Определение.
5. Величины, характеризующие явление, свойство или процесс.
6. Использование явлений, свойств тел, веществ, полей или процессов на практике.
7. Способы предупреждения вредного воздействия явления, свойства материальных объектов или физического процесса на человека и окружающую среду.
б) План-характеристика изучения физического закона:
1. Связь между какими явлениями или величинами, характеризующими явление, выражает данный закон?
2. Формулировка закона.
3. Математическое выражение закона.
4. Опыты, подтверждающие справедливость закона.
5. Объяснение закона на основе современных научных теорий.
6. Границы применимости закона.
7. Примеры использования закона на практике.
в) План-характеристика изучения физической величины:
1. Какое явление или свойство тел (веществ), процесс характеризует данная величина.
2. Определение величины.
3. Обозначение.
4. Определительная формула (для производной величины – формула, выражающая связь данной величины с другими).
5. Какая эта величина – скалярная или векторная.
6. Единица измерения величины в СИ.
7. Способы измерения величины.
8. Разновидности величин (например, сила тяжести, сила упругости, сила электростатического взаимодействия и т.п.).
г) План-характеристика изучения физической теории:
1. Опытные факты, послужившие основой для разработки теории (эмпирический базис теории).
2. Идеализированный объект.
3. Основные понятия теории.
4. Основные положения (постулаты, принципы, законы) теории.
5. Математический аппарат теории (основные уравнения).
6. Круг явлений, объясняемых теорией.
7. Явления и свойства тел (веществ, полей), предсказываемые теорией.
8. Опыты, подтверждающие основные положения теории.
д) План-характеристика изучения физического прибора:
1. Назначение прибора.
2. Принцип действия прибора.
3. Схему устройства прибора (основные части прибора, их взаимодействие).
4. Правила пользования прибором.
5. Область применения прибора.
е) План-характеристика изучения физического научного факта:
1. Объект познания.
2. Цель исследования.
3. Основные сведения из жизни и деятельности исследователя.
4. Средства познания.
5. Условия проведения исследования.
6. Способы (методы) исследования.
7. Результаты исследования.
8. Связи и отношения данного исследования с другими.
Например, изучая тему “Дисперсия света”, учащиеся должны усвоить, что:
1) пучок белого света, преломляясь на границе раздела двух сред, разлагается на пучки разной цветности, это явление называется дисперсией света
2) при падении на границу раздела двух сред световые пучки различной цветности преломляются по - разному
3) цветность – характеристика, приписываемая объекту человеком в процессе его зрительного восприятия; объективная характеристика цветности – частота электромагнитной волны.
Продолжая тот же деятельностный подход можно привести ряд примеров, позволяющих повысить интерес учащихся к предмету, возможность учащимся самостоятельно простраивать маршрут поиска необходимой информации для характеристики того или иного элемента содержания знаний.
Характеристика вектора
(по обобщённому плану изучения физической величины), может быть представлена так,
например:
- Магнитная индукция - это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля.
- Модуль вектора магнитной индукции - величина, равная отношению силы Ампера к произведению силы тока на отрезок проводника и синус угла между направлением тока в проводнике и линиями магнитной индукции
, при ┴
расположении прямолинейного проводника с током к магнитным линиям
Вектор магнитной индукции
направлен по касательной к данной точке магнитной линии поля
Где:
1. Определение физической величины. Явление или свойство, которое характеризует данная величина.
2. Основная формула нахождения физической величины с пояснением величин, входящих в неё.
3. Единицы измерения физической величины в СИ (наименование величины).
4. Векторная или скалярная величина. Направление векторной величины.
Правила системного усвоения содержат в себе алгоритмы, обобщенные формулы, таблицы, графики и другие средства формального представления, учитывая причинно – следственную связь, что позволяет выделить следующие способы определения понятий, являющимися универсальными общеучебными умениями, т.е. определение через ближайший род и видовые отличия:
а) генетическое определение – определением через указание способов образования предмета.
б) номинальные определения – объяснение значения слова, имени или термина, обозначающего данное понятие.
Например: Атмосфемра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар)
Определение понятий (лат. definitio) – логическая операция, в процессе которой раскрывается содержание понятия, т.е. указываются существенные отличительные признаки предметов, отображенных в данном понятии. Определения многозначных терминов должны даваться сначала как свойству, явлению или процессу, а затем как величине.
Например: Сила – физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое.
Сила – действие одного тела на другое.
Сформированность таких способов учебных действий можно проследить по таблице 2.
Таблица 2
| Определяемое понятие | Определяющее понятие | |
| ближайший род | видовое отличие | |
| двигатель | машина | превращающая какой-либо вид энергии в механическую |
| электрический двигатель | двигатель | превращающий электрическую энергию в механическую |
| динамометр | прибор | для измерения силы |
| пружинный динамометр | динамометр | главной частью которого является проградуированная пружина |
Становление мышления активно осуществляется в процессе лишь творческой деятельности, следовательно, оно происходит преимущественно тогда, когда ученик ищет нестандартные решения разного рода задач и выполняет нетривиальные задания. При этом должен осуществляться постепенный переход от репродуктивных упражнений к творческим, от подробных детализированных инструкций к более общим и сокращенным. Вначале изучения физики у учащихся на уроках очень важно развивать наглядно- образный тип мышления, что в дальнейшем будет хорошим фундаментом для более сложного мышления-абстрактно- логического(понятийного), оно отражает причинно-следственные связи, сущность явлений, которые не подаются другим видам познания. Свою задачу вижу в регулярной активизации мыслительных операций, познавательных процессов путем использования необходимых для этого методов и приемов, учитывая возрастные особенности школьников. Абстрактно - логическое мышление позволяет обучающемуся познать закономерности, предвидеть ход событий, объяснять суть физических явлений, изобретать и исследовать в своей деятельности. Главное в процессе мышления - приучить думать, искать, доказывать, рассуждать, искать подтверждения, владеть умением предвидеть последствия своих действий, так как без них творчество невозможно.
Бесспорно что современные школьники явно проявляют интерес и стремление к активной деятельности и поэтому важно подобрать нужный вид деятельности при изучении того или иного содержания урока:
1) участие в уроках семинарах, конференциях
2) написание сочинений о физических явлениях
3) представление характеристики физической величины
4) представление характеристики физического явления
5) представление характеристики физического закона
6) представление характеристики физического прибора
7) изучение модельных экспериментов “Виртуальной лаборатории”
8) анализ текстов с высказыванием выдающихся ученых-физиков
9) уроки изобретательства
10) уроки-соревнования (игры) и т.д.
Расширяя палитру видов деятельности школьников, можно получить “ключ” к гуманному преподаванию, поскольку становится легче создавать благоприятные условия на занятиях и ситуации успеха. Все это лежит в основе важнейшего психологического тезиса, выдвинутого
Л.С. Выготским и относится к теории деятельностного подхода: поступательное развитие ученика происходит в соучастии его деятельности с деятельностью взрослого.