Проблемний підхід до навчання фізики
Розділи: Фізика
"Мета проблемного навчання- при мінімальних витратах часу отримати максимальний ефект у розвитку мислення, творчих здібностей учнів" (5, с.3).
Я працюю 16 років у МОУ Бахтизинська середня загальноосвітня школа Вознесенського району. У школі 66 учнів, що пов'язано із демографічними тенденціями. Відсутні паралелі класів, навчальний кабінет фізики недостатньо обладнаний. Крім фізики я веду годинник математики та інформатики.
Ще одна особливість сільської школи – це мала наповнюваність класів. Вплив цього чинника проявляється як з позитивного, і з негативного боку. Важливо, що з малої кількості учнів у класі вчитель може тримати у зору всіх учнів, він має можливість глибоко дізнатися здібності, недоліки, рівень сформованості знань, навичок учнів. Це дозволяє вчителю правильно організувати навчально-пізнавальний процес. За малої наповнюваності класів є реальні умови для індивідуального підходу до навчання. Тому на своїх уроках я використовую проблемний підхід до навчання фізики, оскільки він націлений на особистість учня та застосування його у класах малої наповнюваності дає позитивні результати. "Без проблемної складової уроку особистісно орієнтованої освіти не буває" (2, с.7).
Рефлексія, що проводиться на проблемних уроках, показує, що абсолютно всі діти приймають такі уроки, більше того, відчувають позитивні емоції – а це означає здоров'я, що зберігає характер проблемних уроків. Крім того, проблемне навчання висуває високі вимоги до вчителя. Це стосується не лише його культури, інтелекту, а й тієї моральної атмосфери, що мимоволі виникає і має підтримуватись. Проблемне навчання недопускає найменшого вияву неповаги, зневаги до думки і тим самим до особистості учня. Навіть неправильна його думка має не відкидатися, а спростовуватися. При проблемному навчанні як засвоєння стає творчим, а й викладання набуває справді творчий характер.
Ось ті основні причини, внаслідок яких я застосовую на своїх уроках методи проблемного навчання. Але це не означає, що зі своєї роботи виключаю інші методи навчання. Тільки використання сукупності всіх методів забезпечить гармонійний та різнобічний розвиток особистості. (Удодатку 1наведено результати анкетування учнів).
Створення проблемних ситуацій
Для правильної, наукової організації навчального процесу вчителю необхідні знання як теоретичних основ фізики та методики її викладання, а й загальних психологічних закономірностей процесу навчання та засвоєння знань, формування умінь і навиків, розвитку мислення. Організація проблемного навчання має важливе значення у розвиток мислення школярів, бо “початок мислення” — у проблемної ситуації (1).
Існують певні вимоги до проблемних ситуацій:
- “Проблемна ситуація повинна бути такою, щоб уже початковий аналіз її викликав у уч-ся одночасно і почуття утруднення, і почуття майбутнього успіху, щоб виникла не тільки суперечність, а й можливість зняття його, тобто необхідно дотримуватися принципу доступності. Якщо проблемна ситуація занадто важка, то учень втрачає надію її вирішення, якщо занадто проста, учні втрачають інтерес до майбутньому решению.
- Проблемна ситуація повинна містити елемент нового, цікавого для учнів; це сприяє включенню школяра до активного пізнавального процесу. Інтересдо вирішення проблемних ситуацій виникає при різноманітності їх за змістом та формою висловлювання”. (4)
1. Суперечність між життєвим досвідом учня та науковими знаннями:
Тема: "Початкові відомості про будову речовини", 7 клас
Життєвий досвід учнів переконує у цьому, що 1+1=2 незалежно від цього, що складається (тіла, числа, обсяги). Нагадуємо про це учням, починаючи урок, присвячений будові речовини, а потім показуємо їм наступний досвід: у довгу скляну трубку наливаємо води до половини довжини, зовні цю середину вказуємо яскравою стрічкою. Потім наливаємо підфарбований спирт, верхній рівень також відзначаємо стрічкою. Пальцем закриваємо відкритий кінець трубки та повертаємо її кілька разів (перемішаємо). Палець прибираємо і показуємо що, вийшло (рідини поменшало). В результаті переливання рідин, їх обсяги зменшилися і те, що результуючий обсяг рідин не дорівнює сумі початкових обсягів і породжує проблемну ситуацію (можна запропонувати учням ще раз самостійно провести подібний експеримент з однією склянкою великого гороху та однією склянкою пшона або манки) (5,с .3).
Тема: "Теплопровідність тіл", 8 клас
Проблемну ситуацію доцільно створити для узагальнення та закріплення навчального матеріалу з теплопровідності тел. При вирішенні проблемної ситуації підкреслюється як відмінність теплопровідності різних тіл (вода, папір), а й теплопровідності однієї й тієї ж тіла залежно від його стану (мокрай чи сухий папір).
Досвід 1. З паперу паперу роблять невелику коробку у вигляді листа. Кути її затискають канцелярськими скріпками. Встановлюють коробку на кільці штативу. Під коробку ставлять запалену спиртовку. Паперова коробка швидко згорає.
Досвід 2. Другу таку жкоробку встановлюють на кільці штатива, наливають у неї трохи води. Під коробку ставлять запалену спиртівку і нагрівають воду до кипіння. Про те, що вода в коробці закипає, учні судять із виділення великої кількості пари.
Виникає проблемна ситуація:чому порожня паперова коробка, поміщена на джерело теплоти, загоряється, а заповнена водою немає? , Просочена водою, стає теплопровідною і нагрівається при кипінні води приблизно до 100°С. Температура ж займання паперу значно вища (3).
2. Суперечність процесу пізнання чи протиріччя між раніше отриманими знаннями та новими знаннями
Тема: "Електромагнітна індукція", 9 клас
При вивченні явища електромагнітної індукції у учнів тривалий час формують уявлення про те, що виникнення струму необхідне джерело струму (наприклад, гальванічний елемент). Повторивши умови існування струму, вчитель пропонує їхній увазі досвід із рухом провідника в магнітному полі, що показує, що можна отримати струм у провіднику і без відомих джерел струму (гальванічних елементів і акумуляторів). Виникає проблемне питання: "Чому можна отримати струм у провіднику без відомих вам джерел струму?"
Висунення проблеми в даному випадку здійснюється з метою підвищення інтересу учнів до пояснення вчителя та активізації їх мислення у процесі сприйняття нового матеріалу.
Тема: "Виштовхуюча сила", 7 клас
При поясненні цієї теми краще використовувати груповий прийом роботи, організувавши його як гри. Усі групи учасники гри. Маємо на демонстраційномустіл: посудина з водою, набір тіл, що плавають у воді і тонають у ній. Для груп обладнання: 3 судини з чистою, солоною водою та олією, тіла рівного об'єму, але різної ваги (калориметричні тіла); рівної ваги, але різного об'єму, динамометр.
Вчитель проводить наступний експеримент: у велику посудину спочатку опускаються тіла, які у рідині плавають: гумовий м'яч, дерев'яний брусок, пластмасова іграшка, кораблик із пінопласту. На всіх іграшках показує, що якщо їх опустити на дно, а потім усунути руку, то вони спливають. Вчитель ставить запитання: “Чому ці тіла вискакують із води, якщо на них не діяти зовнішньою утримуючою силою?”. Учні висувають гіпотезу: "На ці тіла діє сила з боку рідини". Вчитель: "як спрямована ця сила?". Учні: “Знизу нагору”. Потім вчитель бере кілька тіл, які в рідині не плавають (наприклад, свинцевий циліндр) і опускає їх у посудину. Вчитель: Що ви спостерігали? Як на вашу з боку рідини на ці тіла діє сила?”. На підставі цього експериментувчительперед учнямиставить першу проблемупро існування дії на всі тіла сили, що виштовхує з рідини і яким способом можна цю силу виявити.
Далі вчитель разом з учнями робить висновок “Виштовхуюча сила діє на всі тіла, занурені в рідину, яка експериментально може бути визначена наступним рівнянням:
Потімвчитель ставитьперед учнямидругу проблему: чого залежить ця сила?” (Відповідь учнів: від маси залежить). Вчитель пропонує виконати учням такі експерименти:
Досвід 1. Опустити два тіла різної маси, але однакового об'єму у просту воду. Учні роблять висновок: сила, що виштовхує, від маси тіла не залежить.
Досвід 2. Опуститидва тіла однакової маси, але різного об'єму. Учні роблять висновок: сила, що виштовхує, залежить від об'єму зануреного тіла.
Досвід 3. Опустити те саме тіло спочатку в підсолену воду, а потім в соняшникову олію. Учні роблять висновок: сила, що виштовхує, залежить від роду рідини (6,с.209).
(Удодатку 2наведено домашнє завдання на тему: “ Чи мав рацію Архімед?”)
Тема: "Конвекція", 8 клас
Перед вивченням явища конвекції з допомогою дослідів можна створити проблемну ситуацію з урахуванням проблемного демонстраційного експерименту:
Досвід 1. Зігрівають зверху воду, налиту в пробірку. На дні пробірки за допомогою вантажу зміцнюють шматочок льоду. Верхній шар води закипає, а нижній залишається холодним, (лід не тане).
Учні пояснюють результати досвіду, оскільки відома погана теплопровідність води.
2. Нагрівають пробірку знизу, а шматочок льоду поміщають на поверхню води. Вода у пробірці закипає. Лід тане.
Створюється проблемна ситуація. Починається її аналіз. Виділяються відоме та невідоме. З знань, отриманих учнями щодо явища теплопровідності, вода має прогріватися, оскільки вона поганий провідник теплоти. Показаний досвід та життєва практика показують, що це не так. Виникає проблемна ситуація, що створюється за допомогою учнів: чому під час підігрівання пробірки знизу закипає вся маса води, а при нагріванні зверху її верхній шар? Таким чином, на початку уроку створюється проблемна ситуація. Вона змушує учнів зрозуміти, що раніше набутих знань недостатньо для пояснення явища, що спостерігається, і що необхідно вивчити нові явища та їх закономірності, які розглядаються в новій темі "Конвекція".
3.Висунення проблеми ву зв'язку з пошуками нового методу вимірювання фізичної величини
Завдання 1. "Як визначити масу дерев'яної кульки, маючи в розпорядженні лише вимірювальний циліндр із водою?"
(Учні досі визначали масу за допомогою важелів, а вчитель пропонує їм вирішити це завдання за допомогою мензурки, яку досі вони використовували тільки для вимірювання об'єму тіл
Завдання 2. Як визначити об'єм тіла, маючи лише ваги з різновагами та посудину з водою? (Учні досі визначали об'єм тіла лише за допомогою мензурки, а їм пропонують зробити це за допомогою ваг та посудини з водою).
Завдання 3. Як визначити масу цегли, маючи лише лінійку?
4. Постановка питання, що потребує встановлення зв'язку між явищами чи величинами, що характеризують явище
Тема: "Опір провідника", 8 клас
Ввівши поняття про опір провідника, вчитель звертається до класу із проблемним питанням: “Від чого залежить опір провідника?”.
Тема: "Випаровування", 8 клас
Розглядаючи явище випаровування, вчитель ставить проблемне питання “Від чого залежить інтенсивність випаровування?”
Запитання він ставить для того, щоб учні висловили свої припущення та запропонували відповідний експеримент.
5. Постановка проблемного питання з метою залучення наявних у учнів знань до вирішення завдань практичного характеру
Завдання 1. "Що треба зробити, щоб охолодити молоко влітку, не маючи холодильника?" (Удодатку 3домашнє завдання на тему “Що треба зробити, щоб охолодити молоко влітку, не маючи холодильника?”).
Завдання 2. "Як вчинити, щоб швидше охолодити молоко: поставити каструлю з молоком на лід або покласти кригу на кришку каструлі?"
Завдання 3. “Як затримати у грунті воду, що утворюється під час танення снігу схилах гір?”.
Проблему поставлено. Учням пропонують самим знайти спосіб її вирішення, використовуючи раніше набуті знання.