Обучение приемам мыслительной деятельности на уроках физики


Министерство сельского хозяйства и продовольствия
Самарской области государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение «Кинельский государственный техникум»
ДОКЛАД
«Обучение приемам мыслительной деятельности на уроках физики»
Разработала: Преподаватель физики
Давыдова Ирина Николаевна
Кинель, 2015
«Обучение приемам мыслительной деятельности на уроках физики»
Считаем что одно из направлений совершенствования обучения физике –
разработка такой методике, которая позволяет активно формировать
различные приемы мыслительной деятельности.
Эти приемы описаны в психолого-педагогической литературе, но, как
правило, не в обучении. Рассмотрим, каким образом можно целенаправленно
формировать у учащихся умения выполнять в учебной деятельности разные
движения и условия. Для этого требуется выполнить ряд мыслительных
операций по составлению плана действий и реализации каждого пункта.
Составляется учителем совместно с учащимися алгоритм работы и дается
образец его применения. Учащиеся записывают все это поэтапно в тетрадь: в
две колонки – в левую «шаг» алгоритма, в правую – пример его применения
в конкретной, предложенной выше задаче.
Алгоритм
Написать формулу зависимости этих величин;
Определить какой математической функцией выражается эта
зависимость;
Записать ее;
Под физической формулой записать функцию;
сопоставить стрелками однотипные члены (параметры);
Вспомнить как изображается график используемой математической
функции;
Построить по аналогии график физической зависимости.
По данному алгоритму и образцу, читая последовательно каждый пункт
указаний, ученики выполняют похожие упражнения: строят графики
зависимости.
1) координаты тела от его скорости при равномерном движении и
условиях
2) скорости тела от времени движения при равномерном движении.
Без алгоритма некоторые учащиеся не могут осознанно работать или
вразумительно объяснять свои действия; читать же указания алгоритма и
выполнять их по образцу могут все. Постепенно навык закрепляется и
действия становятся вполне осознанными, логически обоснованными.
Указанная схема записи значительно облегчает установление связи знаний по
физике и математике; процесс вспоминания математических знаний (вида
графиков линейной функции при различных значениях параметров в данном
случае) и применения на занятиях физикой и есть стимулирующее
мыслительное звено.
Оно развивает учеников, увязывает курсы математики и физики, облегчает
учащимся учебную работу.
Соотнесем. Прием сводится к «увязыванию» отдельных частей нового
материала с имеющимися знаниями и друг с другом. Прием позволяет
логически включать новую информацию в структуру прежних знаний,
показывать взаимосвязи явлений и законов. Его реализация опирается
прежде всего на постановку вопросов типа «Почему? На каком основании?»,
«Как это доказать, исходя из того, что вы уже знаете?» Отвечая на них,
учащиеся приучаются четко, аргументированно, со ссылками на известные
уже определения, понятия, законы, высказывать свои мысли. Понимание
материала становятся более глубоким, отчетливым, а запоминание прочным.
На уроках физики прием соотнесения должен применятся самым широким
образом.
«Связь между переменным магнитным и электрическим полями» предложил
ученикам часть нового материала изучить самостоятельно по учебнику
«Физика-10». Читая текст, учащиеся встречаются с двумя утверждениями: а)
магнитное поле создается электрическим током; б) оно действует только на
движущиеся частицы. Учитель дает задание: аргументировать эти
утверждения. Если задание вызывает затруднение, предлагает
вспомогательные вопросы: «Нельзя ли опереться на опыт Эрстеда?», «В чем
сущность эксперимента Эрстеда?» и др.
Вот фрагмент диалога «педагог (П) – ученик (У)» на этом уроке.
У. Первое утверждение можно обосновать опытом Эрстеда. В этом опыте мы
наблюдали, что магнитная стрелка, расположенная параллельно проводнику,
взаимодействует с ним только при включенном токе. Значит, вокруг
проводника с током существует магнитное поле, если нет тока, нет и
магнитного взаимодействия.
П. Можно ли второе утверждение из учебника обосновать, опираясь на
формулу силы Лоренца? Попробуйте это сделать. Предварительно
вспомните, какие величины входят в эту формулу.
У. Эта формула связывает силу Лоренца, вектор магнитной индукции
магнитного поля, заряд движущейся в нем частицы и ее скорость: F=quBsina.
Если u=0, то F=0.
Значит, магнитное поле на неподвижные заряды (например, проводника) не
действует.
3. Прогнозирование. Решая любую проблему (в быту, на производстве, в
учебе), человеку приходится постоянно предвидеть ход событий. Анализируя
создавшуюся ситуацию, он с учетом этого анализа пытается предугадать
результаты и скорректировать свои действия. Соответствующий прием
мысленной деятельности называется прогнозированием.
Тренировки на его использование можно проводить и на занятиях по физике.
Но для этого придется немного видоизменить существующую методику, в
частности методику проведения учебных экспериментов. Для этого
достаточно перед демонстрацией многих опытом ставить проблемы типа
«Что произойдет, если…? Почему?».
Например:
1) «Что произойдет если приблизить наэлектризованную палочку к гильзе
подвешенной на шелковой нити?»
2) «Какое положение займет магнитная стрелка, расположенная параллельно
проводнику, если проводник подключить к источнику тока?»
И пусть учащиеся поразмыслив, пофантазируют одну-две минуты и
попытаются как-то объяснить свой прогноз. Эти минуты сразу окупаются,
так как психологами установлено, что предвидение хода событий вызывает у
учащихся значительно большой интерес, чем обсуждения результатов
прошедшего события. Обычно почти у всех обостряется внимание, возникает
особое оживление и ликование в том случае, когда опыт подтверждает
прогноз ребят.
Пример. П. Что произойдет с водой в бутылке, если опустить бутылку
горлышком в низ в чашу с водой так, чтобы горлышко находилось ниже
уровня жидкости в чаше?
У-1. Вода вливаться не будет.
П. Изменится ли уровень воды в бутылке, если ее горлышко поднять выше
уровня воды в чаше?
У-2. Вода из бутылки будет выливаться. После этого были проведены опыты.
Педагог поощрил учащихся, давших правильные прогнозы. Далее он
поставил вопрос: «На каком основании вы делали свои прогнозы?»
Выслушав ответы, задал еще вопросы: «Где можно использовать установку,
похожую на ту, что была во втором опыте?» Ответ и свои предложении
учащиеся проверили, читая учебник и упражнение.
Конкретизация. Ее сущность общеизвестна: Закон, общие правило,
иллюстрируется, поясняется примером. Но дело в том, что многие учителя
довольствуются тем, что учащиеся при ответе опираются лишь на те
примеры, которые привел педагог, а это порождает шаблон, формализм в
знаниях. Значительно полезнее, постоянно требовать, чтобы учащиеся,
отвечая, Проводили собственные примеры, известные им из жизни, опыта
или дополнительной литературы; В этом случае ученик будет учится
применяя свои знания в новых условиях. Желательно так же широко
использовать контрпримеры, т.е. примеры, которые провоцируют учащихся
на ошибку, если они плохо усвоили основной теоретический материал. Такие
ошибки в момент обучения не страшно. Так как их сразу же можно
проанализировать; учащиеся с интересом слушают этот анализ и в
дальнейшем стараются быть более внимательными. Эта разновидность
приема конкретизации тоже учит применять знания в новых условиях.
Пример. При изучении закона Ньютона.
Реконструкция. Сущность этого приема состоит в том, что процесс усвоения
материала его подвергает любым эквивалентным изменениям (без
искажения). Прием обычно используют в сочетании с другими:
конкретизации, классификации, обобщении и т.д. Один из способов
реализации этого приема составление конспекта (но не такого, когда
учащиеся просто переписывают «куски текста»из учебника). В таких случаях
учащиеся не пересказывают текст заданного параграфа, а строят конспект,
руководствуясь обобщенным планом. В дальнейшем появляется способность
составлять конспект параграфа учебника, исходя из личных соображений
каждого ученика, но они должны быть четко обозначены. Причем на
последующих уроках конспекты, составленные учащимися, их планы
обсуждаются, сравниваются и корректируются. Приведем в качестве примера
замысел одного из таких конспектов.
ТЕМА: «ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ»
1. Понятие об электрическом поле.
Раскрыто:
Что такое электрическое;
Где оно существует ( приведены два рисунка: заряженная эбонитовая
палочка отталкивает подвешенную бумажную гильзу с зарядом « -- « ;
отталкивание подвешенной бумажной заряженной гильзы от другой такой
же, тоже подвешенной, но заряженной разноименно;
Каким главным свойством обладает.
2. Напряженность электрического поля
Даны:
Определение напряженности;
Формула для ее расчета;
Единица измерения в СИ;
Формула напряженности поля точечного заряда и ее вывода;
Физический смысл понятия «напряженность».
3. Понятие о силовых линиях электрического поля
Раскрыто:
Для чего они служат (для графического, наглядного изображения полей);
Как направлена напряженность поля в разных его точках.
4. Расположение силовых линий разных электрических полей.
Показаны:
«картинки» электрических полей точечных положительного и
отрицательного зарядов;
Между разноименно заряженными параллельными пластинами
(конденсатор) – однородное поле;
Двух точечных взаимодействующих зарядов - одноименных и
разноименных.
Комплекс примеров мыслительной деятельности.
Рассматривая механические автоколебания разбирается с учащимися
прежде всего общую блок-схему автоколебательной системы,
устанавливая ее основные элементы применительно маятником:
1)источник энергии (в данном случае гиря),
2)колебательная система (маятник),
3)устройство регулирующее поступление энергии (храповик),
4)узел обратной связи (анкер).
Учитель добивается того, чтобы все ребята усвоили название и назначение
важнейших элементов автоколебательной системы.
Когда переходит к изучению лампового генератора, учитель предлагает
учащимся вспомнить этот материал и применить его к составлению схемы
лампового генератора, приняв это устройство за автоколебательную
систему. Происходит примерно такой диалог:
П. Каким свойством должен обладать наш генератор?
П. ( продолжает, выслушав ответы учеников). Давайте проведем аналогию
с механической автоколебательной системой – маятниковыми часами с
гирей – и попытаемся установить, какие узлы должен иметь наш
генератор.
Какую функцию выполняет маятник?
У. Маятник служит колебательной системой для получения
электромагнитных колебаний?
У. Колебательный контур. На доске и в тетрадях учащихся появляется
рисунок этого контура ( рис. 1).
П. Что необходимо иметь, чтоб в колебательном контуре получились
незатухающие колебания?
У. Необходимо источник энергии, который будет пополнять ее затраты
колеблющимся телом.
П. какой источник мы возьмем: постоянного или переменного тока?
(В ходе дискуссии приходят с помощью учителя к выводу, что здесь нужен
источник постоянного тока. На доске и в тетрадях учащихся к схеме – рис. 2
добавляется еще один элемент, получается рис. 2)
П. Вспомните, какую роль механической автоколебательной системе играл
храповик. Какой элемент здесь мог бы регулировать поступление энергии в
контур?
У. Храповик был регулятором поступления энергии. Таким элементом здесь
должен быть своего рода клапан.
П. Какое устройство может выполнять функцию электрического клапана?
У. Моя гипотеза: Функция клапана может выполнять электронная лампа-
триод, если на сетку попеременно подается положительный и отрицательный
по отношению к катоду потенциал. Она то пропускает ток, то не пропускает.
В тетрадях и на доске прежняя схема (рис.3) дополняется, и получается
схема, изображенная на (рис.4).
П. Можно ли получить незатухающие колебания в контуре, применяя
данную схему?
У. Нет, так как у нас еще нет устройства, похожего на анкер механической
системы, который осуществляет обратную связь, в нашем случае между
колебательной системой и «клапаном».
П. Какой элемент электрической цепи мог бы играть роль такого прибора?
У. (радиолюбитель). В данной схеме такую роль может взять на себя катушка
обратной связи, если ее включить в цепь сетка-катод и приблизить
(индуктивно связать) с катушкой колебательного контура. Схема(рис.3)
дополняется соответствующим элементом и принимает окончательный вид,
показанной на рис.4.
Таким образом схема лампового генератора вырисовывается на доске и в
тетради постепенно, походу эвристической беседы. Здесь в работе был
использован комплекс приема мыслительной деятельности, состоящий из:
Обобщения знаний - при встрече с первой автоколебательной системой (часы
с маятником) и составления ее общей блок-схемы;
Конкретизации - во времени опроса и применения блок-схемы к
электрическим колебаниям;
Сравнения и аналогии – при создании проекта лампового генератора.
В заключение отметим, что применяя при обучении физики приема, о
которых шла речь выше, заметно развиваются способности учащихся к
мыслительной деятельности; уроки удается строить интереснее и
продуктивней; постепенно у ребят формируется умение самостоятельно
работать с учебной и научно-популярной литературой, что очень важно.
Список использованной литературы
1.Зорина В.Л. «Оптимизация образовательного процесса» Красноярск
«Просвещение» 2007
2.Ланина И.Я. «Не уроком единым. Развитие интереса к физике» М.;
«Просвещение» 2011
3.Журнал физика в школе. №3. 2013