Доклад «Активизация познавательной деятельности на уроках физики»

Приемы и средства активизации

познавательной деятельности на уроках физики

Активизация познавательной деятельности обучающихся должна начинаться с использования различных средств, обеспечивающих глубокое и полное усвоение учащимися материала, излагаемого учителем.

Как же обеспечить глубокое понимание материала обучающимися, избегая механического запоминания изучаемого?

Следует выделить четыре аспекта этого вопроса:

1. организация восприятия нового материала обучающимися;

2. использование доказательных приемов объяснения;

3. учет методологических требований и психологических закономерностей;

4. обучение работе с учебником.

При правильно построенном объяснении материала учитель не только дает обучающимсязнания, но и организует их познавательную деятельность.

Большое значение, например, имеет то, как учитель вводит тему урока. Тема урока не должна просто сообщаться обучающимся, надо убеждаться в их логической необходимости изучения каждого следующего вопроса программы. А для этого нужно раскрывать логику развертывания темы, взаимосвязь ее отдельных вопросов и естественно подводить обучающихся к необходимости изучения материала урока. Кроме того, учитель должен попытаться вызвать у них интерес к теме: привести интересные факты, связанные с историей установления закона; показать опыты, на которые обучающиеся могут найти ответ в ходе объяснения и т.д. В конце объяснения целесообразно делать вывод и подчеркивать, какой вопрос был поставлен в начале объяснения, какой ответ на него получен и каким образом.

Учителю физики необходимо знать, что излагать материал урока доказательными приемами - это значит, его нужно выводить либо из опыта, либо теоретически, используя при этом умозаключения по индукции, дедукции и аналогии.

Дедукция представляет собой рассуждение только от общего к частному, а индукция - от частного к общему.

Применение индуктивных приемов объяснения в процессе обучения способствует развитию конкретно-образного мышления обучающихся, учит их наблюдать явления и замечать в них не что общее, существенное. Применение дедуктивных приемов способствует развитию у обучающихся теоретического, абстрактного мышления, учит их рассуждать.]

Одним из приемов объяснения материала на уроках физики является прием аналогии. При построении умозаключения по аналогии:

1. Анализируют изучаемый объект;

2. Обнаруживают его сходство с ранее изученным или хорошо известным объектом;

3. Переносят известные свойства ранее изученного объекта на изучаемый объект.

В связи с этим мы рассмотрим место индуктивных и дедуктивных приемов при изучении различного физического материала: теорий, законов, понятий с учетом психологических закономерностей усвоения знаний обучающимися.

1. Изучение физических теорий.

Физические теории строятся либо по методу принципов, либо по методу модельных гипотез. К числу теорий, построенных по методу принципов относятся классическая механика, термодинамика, специальная и общая теории относительности. Молекулярно-статистическая теория, электронная теория, теория атома строятся по методу модельных гипотез.

В теориях, построенных по методу принципов, основные положения теории формулируются в виде постулатов или "начал". Например, постулаты Бора.

Основу термодинамики составляют три начала термодинамики, основу классической механики - три закона Ньютона и т.д.

Преподавателю особенно большое внимание следует уделять экспериментальной основе физических теорий.

1. Изучение физических законов.

Физические законы очень различны по уровню содержащихся в них обобщений. Одни физические законы (закон сохранения и превращения энергии, закон сохранения заряда и др.) представляют собой весьма широкие обобщения. Другие представляют собой весьма частные утверждения: закон сообщающихся сосудов, законы плавания тел (условия плавания), закон (условие) равновесия рычага, условие равновесия тела на наклонной плоскости и т.д. Есть законы, истинность которых доказывается опытом и только опытом. Теоретического объяснения они не имеют. К числу их относятся закон Кулона. Другие законы, открытые опытным путем, ныне имеют теоретическое объяснение и могут быть выведены на основе теории (закон Паскаля, Архимеда, газовые законы и т.д.).

В силу такого различия методика изучения всех физических законов не может быть одинаковой. Так, например, ознакомление обучающихся с физическими принципами (законами сохранения, принципами суперпозиции, независимости световых пучков и др.) целесообразно проводить на основе информационно-иллюстративного приема, т.е. принципы следует сообщать обучающихся без вывода, а их истинность подтверждать достоверным числом экспериментальных фактов.

1. Изучение физических понятий.

Понятия являются языком науки. Они должны быть обязательно усвоены обучающимися. Не овладев понятием, нельзя осмыслить любое научное утверждение (законы, закономерности, положения теории и т.п.).

Определить физическое понятие - это значит, прежде всего, указать способ его измерения. При введении понятия и новой физической величине рекомендуется опираться на житейские представления обучающихся и демонстрацию опытов.

Пониманию обучающихся материала, развитию их мышления весьма способствует систематическая и целенаправленная работа с учебником на уроке.Самым важным первоначальным приемом работы с книгой является выделение главного, что требует анализа текста, синтеза результатов анализа и абстрагирование от второстепенного материала. С первых уроков физики в 7 классе необходимо приучить учащихся при чтении текста обращаться к рисунку, чертежу, таблицам.

Рассмотрим приемы и методы работы, рассчитанные на развитие логического мышления обучающихся.

1. Метод эвристической беседы.

Для развития логического мышления в процессе обучения необходимо предоставлять возможность самостоятельно проводить анализ, синтез, обобщения, сравнения, строить индуктивные и дедуктивные умозаключения и т.д. Беседа активизирует познавательную деятельность, если вопросы рассчитаны на мышление обучающихся, их аналитико-синтетическую деятельность, если они направлены на получение индуктивного или дедуктивного вывода. Назовем такую беседу эвристической, так как она подводит к новым знаниям.

При индуктивном введении нового материала учитель ставит вопросы, направленные на то, чтобы обучающиеся самостоятельно в ходе анализа выделили общие черты наблюдаемых объектов и пришли к обобщению.

При дедуктивном выводе нового знания или при теоретическом пояснении экспериментально установленного факта учитель, обрисовав существенные черты рассматриваемой модели, включает обучающихся в мысленный эксперимент и предлагает им предсказать те изменения, которые будут наблюдаться в ходе его. Например, при объяснении темы «Дифракция света» после просмотра видеофрагмента «Дифракция света»учитель предлагает включиться в мысленный эксперимент. Как изменяется ширина светлых и темных полос дифракционной картины в зависимости от ширины препятствия (щели)? Сравните, как изменяется дифракционная картина при освещении её светом разной длины волны.

Дифракционная картина, возникающая на удаленном экране при дифракции света на линейном препятствии (игла).Зависит ли дифракционная картина от размеров препятствия и длины световой волны?Модель дифракционной картины, возникающая на экране при дифракции света на круглом препятствии (шарик). От чего зависит размеры пятна Пуассона в центре дифракционной картины?

В практике обучения эвристическая беседа, кроме вопросов, рассчитанных на мыслительную деятельность логического уровня, может включать (и часто включает) вопросы и задания, требующие от обучающихся высказываний интуитивного характера (догадки, выдвижения возможных предположений и т.д.). Эти частично-поисковые задания придают эвристической беседе совершенно иной, исследовательский характер. По уровню своего воспитательного воздействия эвристическая беседа с элементами исследования приближается к проблемной беседе.[1]

2. Сравнение и систематизация изучаемого материала.

В электродинамике изучаются различные частные примеры электромагнитного поля: электростатическое, стационарное электрическое, вихревое электрическое и магнитное. Можно сопоставлять их свойства, находить в них общее и отличное. Сопоставлению поддаются магнитные свойства вещества (ферромагнетики, пара- и диамагнетики), свойства полей и вещества, ход лучей в линзах и зеркалах и т.д. В школьном курсе можно найти множество примеров для соответствующих заданий обучающимся. Большое значение имеет и работа по систематизации знаний обучающихся. Заканчивая изучение темы "Силы в природе" можно, предложить обучающимся, систематизировать полученные знания по следующим параметрам: природа силы, ее направление, закон, которому она подчиняется.

В объяснение нового материала целесообразно включать фронтальные опыты и эвристически поставленные фронтальные лабораторные работы.

Фронтальные опыты - кратковременные фронтальные лабораторные работы, которые одновременно выполняются всеми обучающимися класса под руководством учителя.

Поистине неограниченные возможности для развития мышления обучающихся открываются перед учителем при обучении решению физических задач. Необходимо лишь, чтобы обучение решению задач служило не только и не столько усвоению и запоминанию формул законов, а было бы направлено на обучение анализу тех физических явлений, которые составляют условие задачи, учило бы поиску решения задачи, акцентировало бы внимание обучающихся на сущности полученного ответа и приема его анализа.

Существуют несколько приемов поиска принципа решения задач: аналитико-синтетический, алгоритмический, эвристический.

Ход рассуждений при аналитико-синтетическом приеме начинается с вопроса: что нужно знать, чтобы ответить на вопрос задачи? Может возникнуть следующий вопрос: каких данных не хватает для ответа на вопрос задачи и как их можно определить? После выполнения этого логического шага в ходе решения задачи вновь возникают вопросы: решена ли задача? Если нет, то, каких данных не достает, чтобы ответить на вопрос задачи? Какие данные имеются, чтобы определить эти неизвестные величины?

Поиск решения задачи окончен. Предстоит выполнить расчеты: выразить все неизвестные величины через известные и вывести общую формулу для определения искомой величины, проверить ее (совпадают ли наименования величин в левой и правой части выведенного уравнения), подставить данные и получить ответ. Получением ответа не заканчивается решение задачи, ответ нужно проанализировать. Выявить, правдоподобен ли полученный ответ.

Задачи могут решаться не только аналитико-синтетическим приемом, но и алгоритмически. Для типовых задач во многих темах курса физики может быть составлен свой перечень алгоритмических предписаний, руководствуясь которыми, обучающиеся осуществляют поиск решения задачи.

В некоторых темах решение задачи возможно лишь на основе эвристического приема. При эвристическом приеме ученик, после проведения анализа условия задачи и его записи, пытается найти ответ на такие вопросы: что требуется определить в задаче? Продвигает ли нахождение этой величины к достижению цели? Если нет, то в чем причина неудачи? Если да, то какую следующую величину можно определить? И т.д.

Каким бы приемом не решалась физическая задача, она требует от решающего активной мыслительной деятельности.

При проблемном обучении познавательную деятельность обучающихся стремятся организовать по логике развертывания познавательного творческого процесса. Создают проблемную ситуацию, анализируют ее и в ходе анализа подводят обучающихся к необходимости изучения определенной проблемы.

Исследования показывают, что на уроках физики можно для создания проблемных ситуаций использовать три типа противоречий:

1. Противоречия между жизненным опытом обучающихся и научными знаниями;

2. Противоречия процесса познания. Иначе говоря, противоречия между ранее полученными учениками знаниями и новыми. Это противоречие возникает в силу того, что на любом этапе обучения раскрытие свойств объекта не является исчерпывающим и на следующем этапе возникает возможность в яркой, противоречивой форме вскрыть несоответствие новых и имеющихся знаний;

3. Противоречия самой объективной реальности. Самым известным видом последнего противоречия являются квантовые и волновые свойства фотонов и других элементарных частиц.

Проблемные ситуации возникают в ходе познавательной деятельности человека. Поэтому для введения в проблемную ситуацию нельзя (недостаточно) просто указать обучающимся на противоречие. Необходимо организовать их деятельность так, чтобы они сами натолкнулись на некоторое несоответствие познаваемого с имеющимися у них системой знаний.

Учитель, держа в руках моток нихромовой проволоки, предлагает вычислить, какой длины нужно взять кусок этой проволоки, чтобы изготовить из нее спираль для электроплитки (напряжение в сети и допустимый ток известны, а диаметр проволоки измеряется тут же). Предполагается этим расчетом проверить знание обучающимися закона сопротивления проводника и закона Ома для участка цепи, а также имеется в виду использование его в дальнейшем для создания проблемы. Через две-три минуты один из учеников рассказывает, как он выполнил этот расчет, и сообщает результат. Правильность расчета и результат уточняются коллективно. Ученики отрезают от мотка нихрома проволоку вычисленной длины, делают из нее спираль и включают в сеть. Наблюдение показывает, что накал спирали явно недостаточен, ток меньше заданного. Почему? Расчет произведен по известным законам, а результат не годен. Это первая проблема на уроке. Для ее решения учителем ставится вопрос: «Как определен международный эталон 1 Ома?». Ученики это знают хорошо и отвечают (1 Ом - это сопротивление ртутного проводника длиной 106,3 см, площадь поперечного сечения 1 кв. мм при 0°С). «Почему при 0°С?» - спрашивает учитель. «Видимо сопротивление проводников зависит от температуры, - заключают ученики, - а это не было учтено при нашем расчете». «Как зависит сопротивление проводника от температуры?» - эта проблема является темой урока. Для ее решения предлагается ученикам объяснить суть сопротивления проводников электрическому току по электронной теории. После этого, исходя из основ электронной теории, предлагается высказать предположение о зависимости сопротивления твердого металлического проводника от температуры. Мнения в классе разделяются: одни предполагают и доказывают, что при нагревании сопротивление таких проводников увеличивается, а другие - уменьшается. Для решения спора демонстрируется опыт (по схеме, предложенной в учебнике), первая часть класса торжествует - сопротивление металлического проводника с увеличением его температуры увеличивается. Учитель указывает второй части класса на ее ошибки в теоретическом рассуждении, приведшие к ложному заключению. При проблемном обучении познавательную деятельность обучающихся стремятся организовать так, чтобы она проходила через все этапы творческого познавательного процесса. Однако наиболее существенным моментом творческой деятельности является высказывание гипотезы и их проверка.

3. информационно-коммуникационные технологии.

На современном этапе обучения нельзя пройти мимо такой составляющей учебного процесса, как информационно-коммуникационные технологии. Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество экспериментов, выявили зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема. Если информация была представлена визуально - около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.

Итак, мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт.

Информационная технология открывает для обучающихся возможность лучше осознать характер самого объекта, активно включиться в процесс его познания, самостоятельно изменяя как его параметры, так и условия функционирования. В связи с этим, информационная технология не только может оказать положительное влияние на понимание школьниками строения и сущности функционирования объекта, но, что более важно, и на их умственное развитие. Использование информационной технологии позволяет оперативно и объективно выявлять уровень освоения материала обучающимися, что весьма существенно в процессе обучения.

Таким образом, можно надеяться, что применение информационных технологий способствуют повышению активизации познавательной деятельности, а также являются незаменимым инструментом при самостоятельной подготовке обучающегося.

Используя различные технологии обучения, мы приучим обучающихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др.. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Информационная технология позволит обучающимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в школе, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса физики не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Применение компьютера, поэтому, оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем, где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь школьный курс физики.