Ученики на Учителя.com


Доклад "Проблемное обучение на уроках физики"

Муниципальное общеобразовательное учреждение Иркутского районного
муниципального образования «Оёкская средняя общеобразовательная школа»
Доклад
Проблемное обучение на уроках физики
Подготовил:
Учитель физики МОУ ИРМО Оекская СОШ:
Алейников Виктор Александрович
г.Иркутск 2017 г.
2
Наиболее значительные реформы образования, затрагивающие физику, начались во
всем мире в 60-70 гг. Они были вызваны необходимостью приведения содержания
преподавания курса физики в соответствие с уровнем развития науки и технологии. В
истории методики преподавания физики эти реформы получили название «пост-
спутниковых» реформ. Их основными тенденциями были: повышение научного уровня
школьной физики и формирования научного способа мышления учащихся в процессе ее
изучения.
В 70-80 гг. произошел существенный поворот к научным основам физического
образования, к формированию базовых знаний и умений, формированию
естественнонаучной грамотности.
Период 80-90 гг. характеризуется переносом акцентов в целях обучения с
формирования главных предметных знаний и умений, развития мышления учащихся на
воспитание информированного и думающего гражданина, способного осмыслить научные
вопросы в контексте социальных и личностно значимых задач.
Идет значительная переориентация курсов основной школы (построенных по
логике научной дисциплины и сосредоточенных на внутри предметных проблемах,
отвечающих интересам небольшого числа учеников, проявляющих особый интерес к
данной области знаний) на учет потребностей большинства учащихся, для которых
школьное обучение – единственный путь к достижению естественнонаучной грамотности.
Овладение общечеловеческой культурой немыслимо только на основе приобретения
специальных знаний, без целостного видения мира, места и роли в нем человека.
Формированию этого способствуют интегрированные курсы. Поэтому процесс
интеграции естественнонаучных дисциплин широко распространен в международной
практике обучения.
Период 90-100 гг. характеризуется созданием таких курсов, к которым проявляли
бы интерес все учащиеся, независимо от их дальнейшей специализации и которые
соответствовали различным их способностям. В содержании этих курсов входят
следующие вопросы: история и сущность физики как науки, охрана окружающей среды,
технология и применение физики, социальные и этические проблемы, возникающие в
обществе в связи с использованием физических знаний.
Быстрый рост объема научной информации, которую необходимо усвоить,
актуализирует необходимость обучения школьников умению выбирать и оценивать
получаемую информацию и проверять ее соответствие реальной жизни.
Поэтому умения работать с информацией и решать жизненные проблемы
становятся в наши дни ведущими умениями среди тех, которые должны быть
сформированы при обучении физике. Чтобы овладеть ими, учащиеся должны сами
проводить исследования и выполнять практические работы, используя новую
информационную технологию. Следует подчеркнуть, что во многих странах мира на
самостоятельный эксперимент учеников отводится от 30 до 50 % учебного времени. В
число таких стран входят: Австралия, Англия, Италия, Канада, Норвегия, США, Таиланд,
Франция, Швеция, Япония.
Поскольку успешность усвоения содержания физики во многом зависит от
положительного отношения и интереса к ней, одной из основных задач курса становится
развитие интереса к физике.
Такая же задача стоит и перед методикой преподавания физики в школе. Для того,
чтобы быть на уровне времени, выпускник школы должен глубоко усвоить важнейшие
идеи современной физики и овладеть системой научных понятий, уметь ориентироваться
в научно-технической литературе, самостоятельно и быстро отыскивать нужные сведения,
научиться самостоятельно и систематически пополнять знания, и, наконец, научиться
активно, творчески пользоваться своими знаниями.
3
Эту задачу школа решает путем активизации познавательной деятельности
учащихся, развития их мышления и способностей в процессе обучения. Особые надежды
в этом отношении связаны с проблемным обучением.
Проблемное обучение – это система развития учащихся в процессе обучения, в
основу которой положено использование учебных проблем в преподавании и привлечение
школьников к активному участию в разрешение этих проблем.
Под учебной проблемой понимают задачу, вопрос или задание, решение которых
нельзя получить по готовому образцу; в этом случае от ученика требуется проявление
самостоятельности и оригинальности в самом подходе к решению этих заданий и задач.
Система проблемного обучения охватывает все основные виды его учебной
деятельности и определяет оптимальные условия организации труда.
Проблемное обучение призвано решать не только задачу развития мышления и
творческих способностей учащихся, но и формировать их научное мировоззрение. Оно
позволяет наиболее эффективно вести профориентацию учащихся. Одним из очень
эффективных путей политехнического обучения является проблемные домашние задания
физико-технического содержания: конструкторские, рационализаторские, а также задания,
в которых требуется отыскать физический способ решения какой-либо практической
проблемы. В таких заданиях учащиеся видят живую связь физики с техникой,
производством и, выполняя их, они приобретают интерес к физико-техническому
творчеству.
Профориентационное знание проблемного обучения обусловлено тем, что в ходе
выполнения проблемных задач наблюдается довольно быстрое «расслоение» учащихся на
группы. Выявляются те, у кого есть склонности к данному предмету, и у кого их нет.
Проявляется направленность и глубина интересов, а также степень одаренности учащихся.
Таким образом, проблемное обучение в целом и в особенности проблемные задания
различных видов оказываются отличным средством профдиагностики и даже профотбора
учащихся в том смысле, что многие ученики в процессе этой работы в известной мере уже
определяют свой дальнейший путь. Почти все учащиеся, обнаружившие в свое время
интерес к творческой работе по физике, по окончании школы поступают на физико-
математические факультеты или в технические ВУЗы и успешно там проходят обучение.
Все вышеуказанное свидетельствует о том, что проблемное обучение может играть
большую роль в обучении физике.
Главная цель проблемного обучения – это при минимальных затратах времени
получить максимальный эффект в развитии мышления и творческих способностей
учащихся.
На примере темы, с которой начинается изучение физики, - «Первоначальные
сведения о строении вещества». Вопросы, задания и упражнения учебника скомпонованы
так, что ученики могут хорошо усвоить основные положения молекулярно-кинетической
теории (все тела состоят из молекул, между которыми имеются промежутки; эти
молекулы взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания; молекулы
находятся в непрерывном хаотическом движении). Значит и проблемные задания должны
быть направлены на активное усвоение учащимися именно этих главных вопросов. Нужно
показать простые опыты, с помощью которых можно доказать существование
промежутков между молекулами твердых и жидких тел, или опыты, дающие возможность
установить, одинаковы или различны силы взаимного притяжения между молекулами у
двух различных металлов (например, у меди и стали).
Возможные опыты: Проникновение молекул марганцово-кислого калия между
молекулами воды: обрывание двух проволок имеющих равные сечения, подвешенных за
концы. Медная проволока обрывается значительно быстрее стальной, следовательно,
молекулы стали взаимодействуют сильнее, чем меди. В качестве домашнего задания по
этой теме можно задать множество творческих заданий, подтверждающих основные
положения молекулярно-кинетической теории. Причем материалы для заданий берутся
4
самые обычные (сахар, крупа, мука, чай, молоко). Составной частью системы
проблемного обучения физике должны быть физико-технические проблемы. Их решение
определяло и определяет в настоящее время основные пути научно-технического
прогресса, следовательно, и реальные исторические проблемы. Освещение этих проблем,
во-первых, имеет большое методологическое значение. Оно раскрывает
материалистическую природу развития научных знаний – обусловленность развития
науки производственными потребностями общества. В то же время в диалектическом
единстве раскрывает обратное воздействие науки на развитие техники и производства;
во-вторых, содействует политехническому обучению.
Таким образом, ознакомление учащихся с важнейшими физико-техническими
проблемами помогают решению двух задач: формированию научного мировоззрения
учащихся и их политехническому обучению. Примеры использования физико-
технических проблем. Интенсивное использование статики (в частности, гидростатики) в
античную эпоху диктовалось потребностью в строительстве крупных сооружений и
выполнении ирригационных работ (Архимед); развитие небесной механики в эпоху
средневековья потребностью быстроразвивающихся мореплавания, навигации (Кеплер);
развитие учения о теплоте в начале 19 столетия – потребностью в мощном механическом
двигателе (Карно); бурное развитие учения об электричестве в 19 веке – потребностью в
электрическом освещении (что было тогда весьма острой и важной проблемой) и позднее
в электрификации промышленности.
Во всех этих и других случаях потребности производства ставили и ставят сегодня
перед наукой проблемы широкого плана, требующие привлечения многих ученых и
научных коллективов различной специализации. Эти проблемы определяют
стратегические направления научного поиска на отдельных этапах развития науки.
Научные же открытия, которые делаются в ходе этой работы, в свою очередь,
воздействуют на развитие техники, ведут к развитию новых направлений в ней. Такова
главная и общая диалектико-материалистическая закономерность развития научно-
технического прогресса естественных наук, в частности, физики. Ознакомление учащихся
с физико-техническими проблемами при соответствующей подаче этого материала может
служить также целями развития научно-технического мышления и творческих
способностей, поскольку, во многих случаях эти проблемы могут быть легко
трансформированы в учебные проблемы. Вот один из примеров: после создания в
середине 19 века достаточно мощных генераторов тока и электродвигателей со всей
остротой встала проблема передачи электроэнергии на большие расстояния. Без ее
решения ни электрификация промышленности, ни электрическое освещение крупных
центров были бы невозможны. Нельзя же строить электростанции около каждого
потребителя электроэнергии. На уровне эта историческая проблема может предстать как
учебная в следующем виде:
- почему вообще возникла такая проблема в технике?
- почему нельзя было организовать передачу электроэнергии непосредственно от
генератора к потребителю при помощи проводов на любое расстояние?
Классу показывается модель линии электропередачи, но без повышающего и
понижающего трансформаторов. На этой модели выясняют, велики ли потери в линии, а
затем и причину этих потерь. Затем учащимся приводится исторический факт о том, что
на одной из первых установок для передачи электроэнергии в Германии мощностью 2000
Вт на расстоянии 60 км между Мюнхеном и Мисбахом в линии терялось 75% энергии.
Далее напоминаем, что в настоящее время приходится передавать мощности в миллионы
киловатт на расстоянии в сотни и даже тысячи километров. Протяженность всех
электролиний только Оекского РЭС составляет более 400 км. После этого практически
сама возникает центральная проблема:
- каким образом можно уменьшить потери энергии в линии не уменьшая
передаваемой при этом мощности?
5
Ученики уже знакомы с формулой мощности электрического тока и принципом
действия трансформатора, поэтому они готовы к тому, чтобы активно включиться в
решение этой проблемы. Таким образом, одна из великих физико-технических проблем не
только осознается учащимися как таковая, но и предстает перед ними как учебная
проблема, которую необходимо решить.
И буквально на следующих уроках учащимся предлагают технические решения
данной проблемы и заинтересованно выслушивают пути решения. А уже на экскурсии
«Передача электроэнергии» в Оекский РЭС они наглядно видят технические решения
данной проблемы. Методологическое, политехническое и развивающее значение
рассмотрения подобных проблем очевидно, и они по праву должны быть включены в
систему учебных проблем.
Демонстрационный эксперимент играет большую роль в преподавании физики.
Глубокое уяснение учащимися большинства изучаемых в школьном курсе вопросов
невозможно без постановки демонстрационных опытов. Однако, демонстрационный
эксперимент может и должен выполнять не только обучающую, но и развивающую
функцию, то есть содействовать развитию мышления, наблюдательности, творческого
воображения учащихся и их способностей. Главное внимание нужно обратить на способы
вовлечения учащихся в активную работу по осмысливанию опытов, и развивающий
эффект будет зависеть от этих способов. Можно выделить пять основных способов
активизации учащихся, из которых два позволяют создавать проблемную ситуацию в
полном смысле этого слова. Каждый последующий способ обеспечивает более высокий
уровень активизации учащихся.
1 способ. Демонстрационный эксперимент служит иллюстрацией к объяснению. В
этом случае учащиеся в обсуждении результатов опыта участия не принимают. Самое
большое, что может добиться в этом случае учитель (с точки зрения активизации
учащихся), - это полное внимание учеников и его объяснению. Данный уровень
активизации можно назвать низшим уровнем. Здесь демонстрационный эксперимент
используют в тех случаях, когда демонстрации применяют для введения новых понятий,
например, понятие «механическое движение», «электрическое поле», «магнитная
индукция», а также когда учащиеся не имеют базы для того, чтобы принять активное
участие в обсуждении эксперимента и получаемых из него результатов. Данный способ
организации деятельности учащихся при демонстрации опытов можно использовать и в
том случае, когда имеются ограничения по времени, также этот способ требует
наименьших затрат времени.
2 способ. Учитель выполняет опыт, а учащиеся либо делают выводы из него, либо
объясняют полученные результаты.
Ребят следует заранее предупредить о том, что по окончании опыта они должны
будут самостоятельно сделать выводы или объяснить его результаты. Эту работу
учащихся лучше всего учитывать при выставлении оценки. Задача – объяснить результат
опыта – ставится перед учащимися в тех случаях, когда явления и закономерности, на
основе которых строится объяснение, ими уже изучены. Например, в 10 классе после
ознакомления с термоэлектронной эмиссией ученики самостоятельно объясняют опыт с
демонстрационным диодом. Размышления над результатами опыта не только помогает
учащимся глубоко усвоить общую идею проблемы, но и способствует развитию их
творческих способностей, также требует не объяснения увиденного, а применения
полученных знаний в новой ситуации, самостоятельного творческого решения.
3 способ. Учащиеся предсказывают результат опыта. Перед демонстрацией опыта
им необходимо сообщить цель опыта и дать необходимые пояснения к демонстрационной
установке. Такой подход к опыту обеспечивает более высокий уровень активизации
учащихся, также объяснить явление, когда оно уже показано, всегда легче, чем
предсказать неизвестный результат. Здесь учащиеся активно включаются в работу еще до
выполнения опыта. Понятно, что они с повышенным интересом и вниманием ожидают
6
результат опыта, а затем, если результат предсказан неверно, ищут правильное
объяснение. Конечно, предсказание должно быть обосновано. Данный способ
активизации учащихся целесообразно применять в тех случаях, когда есть уверенность,
что хотя бы некоторые учащиеся класса могут высказать обоснованные соображения
относительно ожидаемых результатов опыта.
4 способ. Поставить перед учениками какой-либо вопрос и предложить им найти
самостоятельно способ экспериментального решения данного вопроса. При этом работу
учеников можно ограничить поиском только общей идеи. Данный способ активизации
учащихся желательно использовать в тех случаях, когда идея исследования может быть
найдена учениками вполне самостоятельно (или с небольшими подсказками) в короткое
время, чтобы это не вызвало большой потери времени на уроке. Если учащиеся будут
испытывать затруднение, или нужно заранее подготовить вопросы, которые помогли бы
им «сдвинуться с места», но в то же время не устраняли полностью творческую часть в
работе учеников. Например, в 7 классе после изучения силы трения можно поставить
вопросы: Как исследовать зависимость силы трения от силы, прижимающей тело к
поверхности? Как исследовать, будет ли зависеть сила трения от площади опоры, если
прижимающая сила остается неизменной?
5 способ. Учащимся дается домашнее задание на проектирование опыта. Этот
способ можно использовать в тех случаях, когда нужно показать вариант основного опыта,
показанного учащимся. Дополнительные опыты ставятся для того, чтобы учащиеся лучше
запомнили и глубже усвоили только что изученное новое явление, понятие или закон и
увидели какие-либо новые стороны введенного понятия или явления. Данный уровень
активизации является самым высоким, поскольку дома каждый ученик работает
самостоятельно и без всякой помощи учителя. Конечно, такая работа требует много
времени, поэтому задания данного типа часто предлагать нельзя. Эти задания могут быть
общими для всего класса или только для желающих. Выбирают те демонстрации,
описание которых отсутствует в учебнике. Например, в 7 классе можно предложить
придумать и проделать опыты, при помощи которых можно показать, что потенциальная
энергия поднятого тела зависит от массы тела и высоты его подъема. А в 9 классе этот же
опыт можно дополнить изменением ускорения падающего тела. Задание вполне
выполнимо для учеников. Придумывая подобные опыты, они глубоко усваивают
основные понятия физики. После сбора источников с описанием опытов можно отобрать
наиболее интересные, а затем их авторам подготовить эти опыты к ближайшему уроку и
продемонстрировать их сначала своему, а потом и параллельным классам. Конечно,
работу всех этих учащихся нужно по достоинству оценить.
Задания для желающих можно сделать более разнообразными и сложными. Их
дают ученикам, которые интересуются физикой и полны жажды технической
деятельности. Такие учащиеся есть почти в каждом классе, и они охотно выполняют
подобные задания. Им нужно разрешить пользоваться приборами и работать в кабинете
физики. Примеры заданий для желающих:
7 класс: «Придумать установку, с помощью которой можно показать наличие
промежутков между молекулами».
8 класс: «Придумать установку, с помощью которой можно показать, что скорость
переноса энергии путем конвекции в жидкости зависит от рода жидкости».
9 класс: «Придумать установку для демонстрации закона сохранения энергии».
10 класс: «Придумать установку с помощью, которой можно показать
электризацию воды».
Выбор использования того или иного уровня активизации учащихся зависит от
многих обстоятельств: от бюджета, времени, подготовленности и развития, учащихся
класса, конкретной дидактической задачи, решаемой учителем на уроке и т. д. Но важно,
чтобы: во-первых, при подготовке демонстраций всегда иметь ввиду отмеченные выше
возможности активизации учащихся и, во-вторых, чтобы в обучении имела место
7
тенденция к возрастанию роли способов, обеспечивающих их высокую активность.
Выполнение этих условий и будет означать оптимизацию деятельности учащихся при
выполнении демонстрационных опытов по физике.
Не могу не остановиться еще на одном вопросе. Рассказывая о научных трудах и
открытиях ученых, важно обрисовать время, в которое они жили и творили, и обязательно
останавливается на поступках, характеризующих их как личность.
П.Н. Яблочков выкупил патент на свое изобретение во Франции, чтобы оно
принадлежало России. А.С. Попов на неоднократные приглашения жить и работать за
границей отвечал: «Я русский человек, и все свои достижения имею право отдать только
своей Родине…И если не современники, то может быть, потомки наши поймут, сколь
велика моя преданность нашей Родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России
открыто новое средство связи».
Большим патриотом своей Родины был К.Э Циолковский. Он рассказывал о себе:
«В 1932 году крупнейшее Итальянское общество металлических дирижаблей прислано
мне письмо, просили дать, подробные сведения о моих дирижаблях. Я не ответил на
заданные вопросы, я считаю свои знания достоянием СССР». Обращаясь к молодежи, он
говорил: Наша молодежь должна учиться еще больше, как можно больше приобретать
знаний и вести самостоятельную деятельность – без нее вы ничего не сможете дать
Родине…Мы должны работать во имя нашей славной Родины. Вы, молодые друзья,
должны гордиться Родиной так же, как горжусь ею я».
Нелегко порою складывается жизнь крупных ученых в капиталистических странах
и 20 веке. Интересен в этом отношении ответ А.Эйнштейна редактору журнала «Репортер:
Он писал: Вы спрашиваете мое мнение о Ваших статьях, посвященных положению
ученых. Вместо того, чтобы анализировать эту проблему, я хочу выразить свою мысль в
краткой форме: если бы я снова стал молодым и должен был выбирать, как заработать
себе на жизнь, я не хотел бы быть ни ученым, ни академическом, ни преподавателем. Я
скорее предпочел бы стать ремесленником или уличным торговцем, чтобы сохранить хоть
ту каплю независимости, которая вообще возможна при нынешнем положении вещей».
Желательно, вместе с тем подчеркивать преданность ученых своему делу и то
глубокое удовлетворение, которое приносит им занятие наукой. Вот одно из ярких
свидетельств: «Я знаю, что я смертен и создан ненадолго. Но когда я исследую звездные
множества, мои ноги уже не покоятся на Земле, я стою рядом с Зевсом, вкушаю пищу
богов и ощущаю себя богом (Птолемей).
В своем сообщении я описал только несколько видов проблемного обучения.
Кроме изложенных видов мною не отражены следующие разделы, которые тоже имеют не
менее важное значение, это:
- фронтальные лабораторные работы;
- проблемные домашние задания;
- рационализаторская работа;
-использование художественной, научно-популярной, научно-фантастической
литературы;
-фантастические рассказы о том, что было бы, если вдруг исчезло данное
физическое явление (сила трения, сила упругости, сила притяжения).
Курс основной школы (7-9 классы) закладывает фундамент физических знаний, а
некоторые учащиеся дает окончательное представление об этой науке, что и
обуславливает важность его изучения. Однако, есть еще один аспект, имеющий
отношение к любому ученику: этот курс призван пробудить интерес к физике показать ее
красоту как науки об окружающей природе, «таинственность» и простоту ее основных
законов. Дело в том, что весьма часто подросток еще не знает, кем он хотел бы стать в
будущем. Какие учебные предметы и соответствующие науки наиболее ему милы. Более
того, иногда даже выпускники средней школы, которым уже нельзя откладывать выбор
дальнейшего пути, не могут определиться и сдают документы в тот или иной ВУЗ под
8
влиянием случайных обстоятельств. Вместе с тем психологи утверждают, что наиболее
сильное впечатление, во многом определяющее увлечения и судьбу человека, он получает,
как правило, в подростковом возрасте. Именно тогда поразивший его факт (событие,
явление) становится тем внутренним источником интереса к соответствующей науке,
который приводит его в конце концов к выбору ее в качестве области профессиональной
деятельности.
Вот почему так важно для учителя, делать изучения физики увлекательным для
ребят, показать им, какие поразительные явления исследуют ученые физики, насколько
захватывающе постижение тайн природы, как заманчиво и полезно стремление
использовать открытые эффекты и закономерности на практике. Это верный шанс
пробудить в думах учеников тот интерес к физике, который поможет успешно преодолеть
все трудности ее изучения и осознанно выбрать свой жизненный путь.
В заключении еще раз можно отметить что проблемное обучение может привести к
серьезным положительным результатам в развитии учащихся только в том случае, если
его систематически применяют, и оно охватывает основные виды учебной деятельности
учащихся.
Список используемой литературы:
1. Шахмаев Н.М. «Физический материал в средней школе»
2. Усова А.В. «Воспитание учащихся в процессе обучения физике»
3. Буряк В.К. «Самостоятельная работа учащихся»
4. Дуков В.М. «Исторические обзоры в курсе физике средней школы»
5. Иванова Л.А. «Активизация познавательной деятельности учащихся при
обучении физики»
6. Зотов Ю.Б. «Организация современного урока»
7. Журналы «Физика в школе» (1995-2017 гг)
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: