Презентация Проблемное обучение в физике

Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не одной памятью.  Л. Н. Толстой  . В основе проблемного обучения лежит учебная проблема, сущность которой — диалектическое противоречие между известными ученику знаниями, умениями и навыками и новыми фактами, явлениями, для понимания и объяснения которых прежних знании недостаточно. Это противоречие служит движущей силой творческого усвоения знаний.

Для осуществления проблемного обучения необходимы следующие условия:   наличие в учебном материале задач, вопросов, заданий, которые могут быть проблемами для учащихся,   умение учителя создавать проблемную ситуацию,   постепенное, планомерное развитие у учащихся умений и навыков выявлять и формулировать проблему и самостоятельно находить способы ее решения,   специальная система подготовки учителя к уроку, направленная на выделение в учебном материале проблемных вопросов.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Проблемная ситуация должна отвечать целям формирования системы знаний Быть доступна для учащихся Должна вызывать соответственную познавательную деятельность и активность Основные психологические условия: 4. Задания должны быть такими, чтобы учащиеся не могли выполнить их, опираясь на уже имеющиеся знания, но достаточными для анализа проблемы

Проблемное изучение физических явлений  Типичная схема изучения физических явлений в старших классах в наиболее полном виде выглядит следующим образом.  1. Наблюдение явления.  2. Выявление характерных особенностей явления.  3. Установление связей данного явления с другими, ранее изученными явлениями и объяснение природы явления.  4. Введение новых физических величин и констант, характеризующих изучаемое явление.  5. Установление количественных закономерностей, относящихся к рассматриваемому явлению.

Рассмотрим на примере изучения явления самоиндукции. Для проблемного изучения явления самоиндукции необходим «опорный» эксперимент, в котором бы явственно проступала основная особенность явления. Им может быть известный опыт с самоиндукцией при замыкании электрической цепи. Из опыта наглядно видна основная особенность явления: замедленное нарастание силы тока в ветви, содержащей катушку, при замыкании цепи. На первый взгляд учащимся кажется, что наблюдаемое явление противоречит закону Ома для участка цепи, поскольку они знают, что напряжение на ветвях параллельного соединения одинаково и одинаковыми были подобраны сопротивления ветвей (накал лампочек при помощи реостата устанавливался одинаковым). Возникает проблемная ситуация.  Так, постепенно в ходе поисковой беседы решается центральная проблема — выясняется природа явления самоиндукции.

Проблемное изучение физических законов  Физические законы, изучаемые на занятиях, по способу их установления можно разделить на следующие группы:  1. Законы, устанавливаемые экспериментально.  2. Законы, устанавливаемые теоретически. При опытном установлении физических законов открываются две возможности для применения проблемного подхода.  а) Если устанавливается количественный закон, то проблемный подход чаще всего состоит в привлечении учащихся к поиску общей идеи экспериментального исследования и планированию его отдельных этапов.  Конечно, учащимся необходимо разъяснить, что «опытное установление» законов в условиях обучения весьма приблизительно, что в действительности законы устанавливаются только на основе очень точно поставленных и многократно проверенных опытов.  б) Если закон, устанавливаемый на основе опыта, носит качественный характер, то вместо проблем, предусматривающих проектирование эксперимента, часто оказывается целесообразным ставить проблемы, требующие от учащихся выявления общих, характерных особенностей и закономерностей в протекании физических явлений. В этом случае учитель демонстрирует последовательно несколько опытов, а перед учащимися ставит задачу выявить в этих опытах то общее, существенное, что характеризует демонстрируемое явление, т. е. установить закономерность в протекании явления.

Например, показываем серию опытов по электромагнитной индукции и ставим задачу сформулировать общее условие возникновения ЭДС индукции в замкнутом контуре. Результаты опытов по мере их выполнения зарисовываем на доске. Учащиеся видят, что при одних движениях катушки ток возникает, при других — нет.  Сопоставляя результаты, они формулируют условие возникновения ЭДС индукции в контуре (т. е. закон электромагнитной индукции) в качественной форме.

Проблемное изучение физических теорий  Развитие физических теорий всегда происходило на основе преодоления противоречий между сложившимися представлениями и новыми фактами, опытными данными, которые не укладывались в рамки этих представлений. Подведение учащихся к осознанию решающих проблем физики, привлечение их к размышлению над ними, вовлечение в поиск решения этих проблем представляют собой надежный путь глубокого уяснения учащимися экспериментальных оснований, на которых строилась новая теория, а отсюда — и ее основных положений. В этом случае, даже если решение поставленных проблем раскрывается за тем самим учителем (проблемное изложение), появление новых идей оказывается до некоторой степени «пережитым» учащимися, а возникновение этих идей воспринимается ими как закономерный и неизбежный результат развития науки

Например 8 кл. - Строение атома. В ходе актуализации знаний , необходимо обратить внимание на известные факты: атом электрически нейтрален, в твердом веществе атомы расположены в непосредственной близости друг к другу. α – частица –массивная, положительно заряженная частица Группам учащихся раздается материал с описанием фактов исследования, результатов экспериментов так называемых «родителей» модели атома (Резерфорд, Томсон, Чедвик). После чего проанализировав данные каждая группа, выдвигает свою часть теории строения атома, и только после этого всем классом объединяя эти факты составляем модель строения атома, добавив результаты исследования и открытия нейтрона Джеймсом Чедвиком.

1 Группа Джозеф Джон Томсон (18.12.1856–30.08.1940). Английский физик, член Лондонского королевского общества. В 1897 году экспериментально доказал существование – электрона, мельчайшей частицы, которая в 2000 раз меньше атома, определил массу и заряд электрона. Эрнест Резерфорд (30.08.1871–19.11.1937) . Английский физик, основоположник ядерной физики, член Лондонского королевского общества. В 1906-1912 гг. он изучал прохождение α-частиц через тонкие пластины (фоль­гу) золота. Большинство частиц пролета­ло сквозь фольгу, практически не меняя направления сво­его движения. 2 Группа Джозеф Джон Томсон (18.12.1856–30.08.1940). Английский физик, член Лондонского королевского общества. В 1897 году экспериментально доказал существование – электрона, мельчайшей частицы, которая в 2000 раз меньше атома, определил массу и заряд электрона. Эрнест Резерфорд (30.08.1871–19.11.1937) . Английский физик, основоположник ядерной физики, член Лондонского королевского общества. В 1906-1912 гг. он изучал прохождение α-частиц через тонкие пластины (фоль­гу) золота. Некоторые из них резко отклонялись от своего пути. При толщине фольги в 1 мкм в среднем всего 1 из 10 000 частиц отклонялась на угол больше 90°.

Джеймс Чедвик (20.10.1891–24.07.1974). Английский физик – экспериментатор, член Лондонского королевского общества. В 1932 году обнаружил частицы, которые отличаются от протонов электрическими свойствами, но очень близки к ним по массе и размеру. Он назвал эти частицы нейтронами.

Решение проблемных задач  Проблемные задачи — это задачи творческого характера, требующие от учащихся большой самостоятельности в суждениях, поиска не испытанных ранее путей решения. Проблемные задачи эффективны, если учащиеся уже приобрели необходимые навыки и умения в решении задач по готовому образцу и наступает этап, когда нужно сделать эти знания активными. Таким образом, проблемные задачи используются обычно на завершающем этапе закрепления пройденного материала и при повторении. Задачи проблемного характера можно применять в качестве домашних заданий и для решения на уроке. В последнем случае особенно эффективными оказываются проблемные экспериментальные задачи, в особенности если они охватывают широкий круг вопросов по данной теме.

Проблемное обучение при выполнении домашних заданий  Экспериментально исследовательские задания. Такие задания предусматривают теоретическое объяснение или теоретическое предсказание результатов эксперимента. 1. Нарисуйте на листе бумаги, приколотом к стене, яркую точку. Отойдите на некоторое расстояние и, прикрыв один глаз рукой, головкой спички, находящейся в вытянутой вперед руке, закройте точку. Это вам удастся сделать без труда. А теперь попробуйте вечером, когда на небе появятся звезды, закрыть таким же образом головкой спички одну из них, хотя бы самую маленькую. Как бы вы ни старались, на этот раз успеха не добьетесь. Почему?  Объяснение явления требует исследовательского подхода и должно учитывать два обстоятельства: 1) Любая звезда удалена от нас настолько далеко, что попадающие от нее в глаз наблюдателя лучи можно считать параллельными, 2) зрачок глаза имеет конечные размеры, а вечером, в темноте, он к тому же заметно расширяется.

2. Будет ли действовать выталкивающая сила на тело, погруженное в жидкость, в состоянии невесомости? Ответ обоснуйте. Попробуйте придумать проверочный опыт.  Учащимся следует напомнить, что в состоянии невесомости находятся не только искусственные спутники Земли и находящиеся в них тела, но вообще все свободно падающие тела, даже у поверхности Земли (Возможное решение: Погрузить в пробирку с водой ярко окрашенный поплавок, утопив его пальцем. Затем предоставить пробирке возможность свободно падать с некоторой высоты в подставленное внизу ведро с водой. Во время падения пробирки поплавок не всплывает. Это означает, что в состоянии невесомости выталкивающая сила со стороны жидкости на него не действует.)  Конструкторские задания. При выполнении таких заданий наряду с изготовлением конструкции важен теоретический поиск решения, который часто ведет к глубокому осмыслению нового или уточнению и закреплению пройденного.