Использование ситуационных задач на уроках физики

Апросинкина Н.В., учитель физики и информатики МОУ СОШ №3

Использование ситуационных задач на уроках физики

Автор: Апросинкина Наталья Владимировна, учитель физики и информатики МОУ СОШ №3 города Георгиевска Ставропольского края

В настоящее время учебный процесс требует постоянного совершенствования, так как происходит смена приоритетов и социальных ценностей. Новый стандарт акцентирует внимание учителей на необходимости использовать современные образовательные технологии, которые могут обеспечить развитие школьников. Сегодня процесс усвоения знаний организуется более разнообразно. Даже если знания усваиваются традиционными методами, их усвоение предполагает иные способы оценивания, например в виде эссе и отчётов, решения ситуационных задач, рационализаторских и изобретательских задач и т. д.

Если мы хотим дать подрастающему поколению шанс на успех, важно точно определить ключевые компетентности, которыми должны обладать обучаемые, чтобы подготовиться к самостоятельной жизни, к продолжению образования (умение сотрудничать, способность к общению, жизни в обществе и участию в нем; способность решать проблемы, способность самостоятельно организовывать свой труд, способность к использованию современных информационных и иных технологий).

Решение задач составляет неотъемлемую часть полноценного изучения физики на любом уровне образования - от первоначального школьного до специального физического. Судить о степени понимания физических законов можно по умению сознательно их применять для анализа конкретных физических явлений, то есть для решения задач. На первый взгляд, кажется, что всё просто - выучи закон и решай задачу. На деле оказывается всё очень сложно. В результате мы видим, что многие учащиеся в наши дни не любят физику.

Физика объективно сложна, гораздо сложнее истории, литературы, биологии и даже математики. Часто мы не берём в расчёт, что для понимания физики учащиеся помимо обширных знаний и специальных умений должны ещё уметь решать большое количество задач. Именно решение задач и представляет наибольшие трудности для учеников. Вследствие этого у многих даже начинает формироваться отрицательное отношение к физике. В результате многие учащиеся отказываются даже от попыток решать задачи.

На данный момент даже в заданиях итоговой аттестации сокращается количество задач с выбором ответа и увеличивается число задач повышенной сложности, которые нужно решить и правильно записать ответ. В содержании таких задач описываются физические явления в конкретных ситуациях. Поэтому необходимо научить учащихся переводить описание физического явления в заданной ситуации на физический язык: объект, о котором идет речь в задаче заменять идеализированным объектом, а его свойства, воздействие на него другого объекта, условия при которых происходит это воздействие выражать на языке физических величин. Другими словами, нужно научить учащихся составлять физическую модель ситуации задачи. Суть заключается в том, что учащимся предлагают осмыслить реальную жизненную ситуацию, описание которой отражает не только какую-нибудь практическую проблему, но и актуализирует определенный комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении данной проблемы. При этом сама проблема не имеет однозначных решений.

Ситуационная задача представляет собой описание конкретной ситуации, более или менее типичной для определенного вида деятельности. Это описание включает изложение условий деятельности и желаемого результата. Решение задачи заключается в определении способа деятельности. Такие задания позволяют интегрировать знания, полученные в процессе изучения разных предметов.

Конечно, все проблемы человечества рассмотреть на уроках невозможно, тем более невозможно предложить их решение. Однако, всем учебным предметам, как бы далеко друг от друга они не были, присущи некоторые универсалии, связанные со стратегией познания.

В каждом разделе школьного курса физики вместе с учениками исследуются ключевые ситуации, которые служат источниками практически всех задач школьного курса. Изучение ключевых ситуаций - это живой мост между «теорией» и «задачами», причём мост с двусторонним движением. С одной стороны, задачи рождаются при изучении ключевых ситуаций, в которых наглядно проявляется действие физических законов, с другой стороны, благодаря решению на основе ключевых ситуаций теория осознаётся, то есть становится действенной силой, а не пассивным набором фактов и формул.

Ключевых учебных ситуаций во всём школьном курсе физики немного (несколько десятков) и на их основе составлены тысячи задач.

Решение многих ситуационных задач связано с анализом конкретных ситуаций, отражающих происходящие в обществе изменения. Эти ситуации могут быть новыми не только для ученика, но и для учителя, что изменяет характер отношений между учителем и учеником. В обычной учебной практике учитель «знает», а ученики «не знают». При решении ситуационной задачи учитель и ученики выступают как равноправные партнеры, которые вместе учатся решать проблемы. Таким образом, возможности ситуационных задач состоят в способствовании изменению отношений учитель - ученик в направлении их равноправного взаимодействия, когда учитель выступает не как источник верного ответа, а как помогающий взрослый.
В силу своей межпредметности, интегративности ситуационные задачи способствуют систематизации предметных знаний на деятельностной практико-ориентированной основе, когда ученики, осваивая универсальные способы деятельности, решают личностно-значимые проблемы с использованием предметных знаний. Ситуационные задачи могут выступать в качестве ресурса развития мотивации учащихся к познавательной деятельности. Процесс решения ситуационной задачи всегда предполагает «выход» ученика за рамки учебного процесса, в пространство социальной практики, что позволяет ситуационной задаче стать инструментом организации социальной практики учащихся (выход на разработку социальных проектов).

Например, в 7 классе при изучении темы «Воздухоплавание» можно использовать следующее задание:

на этапе мотивации и формулирования темы - можно предложить фрагмент мультфильма о Винни - пухе.

Вопрос: возможен ли полет?

Рассуждаем, выдвигаем гипотезы. На этапе исследования предполагаем: либо увеличить количество шаров, либо уменьшить размеры медвежонка. Проверяем практическими расчетами.На этапе обобщения можно предложить творческое задание: озвучить видеофрагмент, придумать научно-фантастический рассказ (домашнее задание).

А вот задание для 8 класса : Открытие животного электричества.

Днем рождения науки электробиологии по праву считается 26 сентября 1786 г. В этом году итальянский врач и ученый Луиджи Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки "спокойного" атмосферного электричества. Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле чувствительным электродом, он решил попробовать обнаружить с ее помощью это атмосферное электричество. Повесив препарат на решетке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась, ни при какой погоде. И вот 26 сентября лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки. Гальвани проверяет: оказывается всякий раз, как образуется цепь "железо - медь - лапка", тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Ученый переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом, был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом. Как же можно было объяснить эти наблюдения? Во времена Гальвани ученые считали, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает, источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какую гипотезу пытался проверить Л. Гальвани, начиная в 1786 г. Новую серию опытов с лапкой лягушки?

2. Какой вывод сделал Л. Гальвани на основании своих опытов? В чем состояла ошибочность его вывода?

3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?

4. Если бы Вы проводили опыты аналогичные опытам Л.Гальвани, то какие бы дополнительные исследования (кроме проверки разных пар металлов) Вы бы осуществили?

9 класс: Ультразвук.

Во многих странах изображения плода (развивающегося ребёнка) можно получить с помощью ультразвука (эхографии). Ультразвук считается безопасным как для матери, таки для плода. Врач держит датчик и водит им по животу матери. Ультразвуковые волны проходят в брюшную полость. Внутри брюшной полости волны отражаются от поверхности плода. Отражённые волны опять попадают на датчик и передаются в аппарат, который создаёт изображение плода.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Чтобы создать изображение плода, ультразвуковой аппарат должен вычислить расстояние между плодом и датчиком. Ультразвуковые волны распространяются в брюшной полости со скоростью 1540 м/с. Что должен измерить ультразвуковой аппарат, чтобы вычислить расстояние между плодом и датчиком?

2. Изображение плода может быть также получено с помощью рентгеновских лучей. Однако женщинам во время беременности рекомендуется избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами. Почему женщине во время беременности следует избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами?

8 класс: Тепловые явления.

Как избежать запотевания стекол? В холодную влажную погоду стёкла автомобиля часто запотевают и видимость дороги уменьшается из-за рассеяния света мелкими капельками воды на стекле.

Ответьте на вопрос к тексту:

1. Укажите причину, по которой в данной ситуации бесполезно использовать щётки стеклоочистителя. Поясните, какие физические процессы наблюдаются в данном случае.

2. Предложите, что может предпринять водитель, чтобы предотвратить запотевание стёкол. Ответ поясните.

Таким образом, использование ситуационных задач в образовательном процессе позволяет: развить мотивацию учащихся к познанию окружающего мира, освоению социокультурной среды; актуализировать предметные знания с целью решения личностно-значимых проблем на деятельностной основе; вырабатывать партнерские отношения между учащимися и педагогами.

Умелое применение приемов и методов, обеспечивающих высокую активность в учебном познании, является средством развития познавательных способностей обучаемых

Ситуационные задачи, встречаются в ГИА и ЕГЭ. Поэтому я стараюсь на уроках физики решать с обучающимися ситуационные задачи. Решение таких задач способствует развитию навыков самоорганизации деятельности, формированию умения объяснять физические явления, подготовке к профессиональному выбору, ориентации в ключевых проблемах современной жизни, решение ситуационных задач направлено на достижение межпредметных результатов и составляет неотъемлемую часть полноценного изучения физики на любом уровне образования - от первоначального школьного до специального физического. Решение задач по физике способствует приобщению к самостоятельной творческой работе, помогает глубже проникнуть в сущность физического явления, знакомит с методами моделирования физической ситуации, способствует политехническому образованию обучающихся и играет важную роль в профессиональной ориентации, позволяет глубже осознать связь теории с практикой. В процессе решения задач, обучающиеся сталкиваются с необходимостью применять полученные знания по физике в жизни, глубже осознают связь теории с практикой. Применение активных форм и методов работы способствуют и формированию личностных качеств учащихся : самостоятельности , трудолюбия, креативности, адекватной самооценки.

Используемая литература:

1.Акулова О. В., Писарева С. А., Пискунова Е. В. Конструирование ситуационных задач для оценки компетентности учащихся: учебно-методическое пособие для педагогов школ. СПб.: КАРО, 2008. 96 с.

2. Десненко С. И. Личностно ориентированные технологии как основа методической подготовки будущих учителей физики к развитию личности учащихся при обучении физике в школе // Учёные записки ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского. Серия «Профессио- нальное образование, теория и методика обучения». 2011. №6 (41). С. 12-17.

3. Калашникова С.А. Реализация проблемно ориентированного обучения физике студентов- стоматологов на основе ситуационно - компетентностного подхода. Читинская государственная медицинская академия (Чита, Россия), e-mail: [email protected]

4.Иванов Д.А., Митрофанов К.Г., Соколова О.В. Компетентностный подход в образовании. Проблемы, понятия, инструментарий: Учебно-методическое пособие. - М.: АПКиПРО, 2003.

5.Равен Д. Компетентности в современном обществе. - М.: КОГИТО-ЦЕНТР

6. Международная программа PISA-2006 / Под ред. Г.С. Ковалёвой; Центр качества образования ИОСО РАО. М., 2006.

7.Стандарты образования второго поколения. - ipk.edu.ru/educat/stand_obr/index.htm//Физика-ПС, 2009, № 19.

8. fizportal. ru Качественные задачи и вопросы по физике | FizPortal

Георгиевск, Ставропольский край