Методическая разработка 'Особенности проблемного обучения на уроках физики'

Проблемного обучения на уроках физики как средства самоопределения и самореализации учащихся

В.А.Сухомлинский считал, что "чувство удивления - могучий источник желания знать, от удивления к знаниям - один шаг".

Этот принцип и положен в основу проблемного обучения на уроке, поскольку суть проблемного обучения и заключается в том, чтобы удивить учеников, заинтересовать, а потом подключить их к процессу поиска доказательного решения новых для них проблем. Благодаря этому ученики приобретают привычки самостоятельно приобретать знание, применять ранее усвоенное и овладевают опытом творческой деятельности.

Многие ученики считают уроки физики довольно скучными, непонятными и иногда только поэтому ненужными. Такое отношение вполне правомерно, ведь из класса в класс материал, изучаемый на уроках физики, становится всё сложнее и сложнее и, соответственно, интерес детей всё более гаснет. Учащиеся заинтересованы в практико-ориентировочных знаниях. Система проблемного обучения охватывает все основные виды 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 обучения является проблемные домашние задания физико-технического содержания: конструкторские, рационализаторские, 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. 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.
Проблемное обучение охватывает все этапы урока: изложение нового материала, закрепление, обобщение, систематизацию ранее изученного, а также все виды деятельности: лабораторные, экспериментальные работы, решение задач, исследовательские экспериментальные задачи, а в некоторых случаях и выполнение домашних заданий.

Роль учителя и позиция учащихся в технологии проблемного обучения
Проблемный метод нацелен на развитие у обучаемых приоритетов индивидуальности, самобытности, самооценки личности.
При использовании технологии проблемного обучения существенно меняется роль учителя, а так же и позиция учащихся. В деятельности учащихся формируются личностные качества, умение работать в коллективе, брать ответственность за решение, анализировать результаты деятельности. Под руководством учителя школьники получают не готовые знания, а добывают их собственными усилиями, приобщаются к методам познания природы.
Перед объяснением нового материала порой необходимо акцентировать внимание старшеклассников на значимость физики как науки, на ее проникновение во все аспекты современной жизни, на ее связь с другими науками, ее главенство. И чем интенсивнее развивается физика, как наука, тем глубже проникает она в тайны мироздания, тем теснее её связь с другими науками, и мы снова убеждаемся, что «физика - основа и опора всех без исключения наук. При этом необходимо не забыть роль и значимость ученика в жизни и, таким образом, стремиться активизировать познавательный процесс, желание и стремление изучения законов и методов физики.
Одна из важных задач учителя, не просто преподать тот или иной материал, а любой ценой направить на познание и понимание сути самого материала, его значимости, стремиться активизировать познавательный процесс на уроке, заставить ученика напрячься и включить внимание, заставить его логически думать, сопоставлять, вспоминать и находить жизненные ситуации, в которых отражается изучаемый закон. И такой осознанный материал сохранится в нейронах мозга гораздо дольше, порой на всю жизнь, чем заученный от корки до корки.

Проблемная ситуация как главное средство активизации умственной деятельности
Основное отличие между проблемным и традиционным обучениям состоит в целях и принципах организации учебного процесса.
Цель проблемного обучения - усвоение не только основ наук, но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие познавательных и творческих способностей учеников. В основе организации проблемного обучения лежит принцип поисковой наставительно-познавательной деятельности. Проблемное обучение начинается с создания проблемной ситуации - главного средства активизации умственной деятельности учеников. Дальше оно проходит основные стадии:
- формулирование проблемы;
- нахождение образов ее решения;
- формулирование выводов.

Чтобы познавательная задача заинтересовала учеников, во время постановки учебных проблем желательно использовать элементы новизны, любопытства. В самой проблеме изначально заложено желание ее разрешить, найти искомое. Ученик должен быть готовым принять проблему к решению, опираясь на ранее полученный багаж знаний и не обязательно именно по физике. Вопрос, на который он заранее знает ответ, не является проблемным. Не является начальною проблемой вопрос, ответ на который ученику неизвестен и у него нет средств для поиска решений. То есть проблемы должны быть посильными, иначе они не срабатывают на заинтересованность, наоборот, ученики стараются их просто обойти.

Формулируя проблемные вопросы и создавая проблемные ситуации, следует обращать внимание на то, чтобы они опирались и на опыт, и на знание, которые уже имеет ребенок, и направлять его мысль в русло знаний, которые нужны для решения проблемы.
Важным есть то, что вопросы должны иметь логическую связь с ранее изученным материалом. А основным своим содержанием проблема должна задавать направление познавательного поиска путей ее решения.

На уроках я использую следующие способы постановки и решения учебных проблем.
На этапе изучения новой темы - это проблемное изложение материала, т.е. словесная формулировка проблемы или ряда проблем (даже тема урока формулируется в форме вопроса), которые ставит учитель и решает вместе с учащимися. Рассуждая вслух, выдвигая гипотезы по теме, отвергая одни и аргументируя выбор других, я стараюсь учить учащихся логике рассуждений, анализу поставленных проблем. Такое изложение целесообразно, если материал совсем новый или очень сложный для коллективного обсуждения.
Проблема может быть поставлена и в форме задачи. При изучении темы «Работа газа и пара при расширении», предлагаю расчетную задачу: «На какую высоту может подняться килограммовая гиря, если бы удалось использовать всю энергию, выделившуюся при конденсации 100 г стоградусного пара, если не учитывать сложности технического характера». Расчеты дают 23 км. Здесь важно сделать акцент на колоссальных запасах внутренней энергии и проблемах её использования, на низком К.П.Д. при использовании тепловых машин - это вызывает удивление и интерес у учеников.
Другой способ развития познавательной активности - поисковая беседа, т.е. разрешение проблемы с помощью системы вопросов. Этот способ использую, когда у учеников уже имеются необходимые начальные знания и представления о предмете разговора.

Этапы проблемного урока (Изучение нового материала)
Основные этапы проблемного урока рассмотрим на примере фрагментов урока «Силы трения».
После создания проблемной ситуации на уроке ставим и записываем на доске возникшие проблемы:
I. Этап: Постановка проблемы. (Под постановкой подразумевается понимание сути проблемы и ее формирование. Опыт по измерению силы трения. Все проблемы, возникшие в ходе обсуждения, я записываю на доске).
1) Почему возникает сила трения? Куда направлена? Как можно ее измерить?
2) От чего сила трения зависит?
II. Этап: Выдвижение гипотез. (Учащиеся пытаются найти выход из затруднения, вспоминая сходные ситуации).Учащиеся выдвигают гипотезы (рассмотрим второй проблемный вопрос)
1) от веса тела;
2) от площади;
3) от вида движения (т.е. скользит или катиться);
4) от материала тела и соприкасающейся поверхности
(гипотезы выписываются на доске, причем допускаю выдвижение не только правильных, но и ошибочных гипотез).
III. Этап: Разработка способов проверки гипотезы.
Ребята работают в группах; им предлагаю продумать и провести исследовательские работы по изучению силы трения (набор материалов выдается заранее). После обсуждения формулируем ответы.
IV. Этап: Вывод.
По вопросам, записанным на доске, ученики делают выводы.

Экспериментальное доказательство гипотезы особенно часто применяю при проблемном изучении нового материала, где можно предположить о существовании какой-либо закономерности, об особенностях протекания того или иного физического явления.

Проблемное обучение в процессе повторения
Основная составляющая урока, где использование проблемного обучения наиболее эффективно, - это этап овладения новым учебным материалом. Но это не исключает того, что проблемное обучение может вводиться на всех этапах урока: и в процессе повторения учебного материала, и во время закрепления, и на момент определения домашнего задания.
Например, проверяя и оценивая знание учащихся после изучения темы "Парообразование", можно задать такой вопрос: " Почему пар при температуре 100 С, обжигает руку сильнее, чем кипяток при той же температуре?» А после изучения темы "Испарение", учащиеся должны ответить на вопрос: "Вода владеет большей теплоемкостью, чем бензин или эфир. Почему же эфир сильнее охлаждает руку во время испарения, чем вода? Почему возникновение тумана задерживает снижение температуры воздуха?" Такие вопросы активизируют мышление учеников и повышают эффективность данного этапа урока.
Однако это не означает, что все вопросы учителя относительно проверки знаний учеников должны быть проблемного характера, также не обязательно и каждом уроке искусственно создавать проблемную ситуацию.
Системное использование проблемного метода обучения во время изучения физики показывает, что ученики приобретают навыки:
- самостоятельно принимать решение и их выполнять;
- подбирать аргументы, отстаивая свою позицию;
- вычленять из материала главное, полезное и второстепенное.

Те ученики, которые раньше были пассивными и имели невысокие учебные достижения, становятся более активными на уроке, а собственное овладение физикой - интересным, более понятным и доступным.
Применение на уроках методов проблемного обучения приводит к развитию навыков творческой учебно-познавательной деятельности, способствует более осмысленному и самостоятельному овладению знаниями. Особенно эффективны эти методы в тех случаях, когда содержание учебного материала направлено на формирование понятий, теорий и законов физики, а содержание материала не является принципиально новым, а логически продолжают ранее изученное, когда содержание доступно для самостоятельных поисков учащихся.

чтобы осуществить поиск этого результата или образа выполнения, проще говоря, это вопрос, ответ на который неизвестен, но к его поиску ученик может приступить.


Проблема и проблемная ситуация
В дидактике рядом с понятием "проблема" вводится понятия "проблемная ситуация". Это ситуация, которая вызывает у ученика осознанное осложнение, путь преодоления которого следует искать. Проблемная ситуация активизирует мышление, стимулирует познавательную деятельность ученика. Именно эта идея, присущая методу проблемного обучения, и есть не только привлекательной, она, прежде всего, направлена на решение актуальных образовательных задач.
Не любая ситуация становится проблемной, хотя каждая проблема содержит проблемную ситуацию. Например, учитель спрашивает: "Почему, находясь высоко в горах, человек болеет горной болезнью?" Если данный вопрос поставлен к изучению соответствующей темы, то хоть вопрос и понятен, это будет только проблемной ситуацией, решение которой в значительной мере лежит на учителе. Если же поставить этот же вопрос после изучения темы, то данный вопрос окажется проблемой, доступной ученикам.

. Методы проблемного обучения
Различают несколько методов проблемного обучения, при которых учитель:
- Формулирует и решает проблему или показывает, каким образом она была разрешима в науке (проблемное преподавание).
- Создает проблемную ситуацию и привлекает учеников к общему поиску решения (эвристическая беседа, поисковые задачи и т.п.).
- Формулирует проблему и предлагает ее ученикам для решения (в виде исследовательской лабораторной работы, экспериментальной задачи или задания для домашних опытов и наблюдений).
- Предлагает ученикам самим сформулировать проблему и самим искать пути ее решения.

Курс физики - это уникальная школьная дисциплина, единственный предмет, в ходе усвоения которого ученики вовлекаются во все этапы научного познания: от наблюдения явлений и их исследования до выдвижения гипотез, выявления причинно-следственных связей и экспериментальной проверки выводов.

К минусам проблемного обучения можно отнести следующие:

1. Новые технологии связаны с огромными экономическими затратами, очевидна трудоемкость составления и разработки проблемных задач.

2. Большой удельный вес самостоятельной работы, что не очень сознательными учащимися и учащимися класса, в котором предмет изучается на базовом уровне воспринимается, как предоставленность самим себе, как повод для безделья.

3. Количество часов (2ч) в базовых классах, не позволяет в полной мере использовать тренировочные задания, проблемные задачи для эффективного развития мыслительной деятельности учащихся.

К плюсам данной инновации можно отнести и следующие достижения:

1. Создается банк тренировочных тестовых заданий

2. Наблюдается повышение уровня усвоения знаний

3. Повышается продуктивность уроков физики

4. Преодоление неуспеваемости обучающихся и повышение их познавательной мотивации.

5. Формирование рефлексивной оценки собственной деятельности у всех участников проекта

6. Сохранение и укрепление здоровья учащихся.

7. Помогает устранять пробелы в знаниях