ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа села Мокрое (Шовский филиал)

Лебедянского муниципального района Липецкой области

«Проблемное обучение на уроках физики»

Лапшова Татьяна Васильевна

учитель физики

2015 г.

Проблемное обучение на уроках физики.

В условиях современного общества предъявляются более высокие требования к ученику как к личности, способной самостоятельно решать проблемы разного уровня. Возникает необходимость формирования у детей активной жизненной позиции, устойчивой мотивации к образованию и самообразованию, критичности мышления. Поэтому выбор мною данной технологи не случаен.

Главная задача каждого учителя сегодня - не только обеспечить прочное и осознанное усвоение знаний, умений и навыков, но и развитие способностей учащихся, приобщение их к творческой деятельности.

Проблемное обучение - это такая организация педагогического процесса, когда ученик систематически включается учителем в поиск решения новых для него проблем. Структура процесса проблемного обучения представляет собой систему связанных между собой и усложняющихся проблемных ситуаций.

Метод проблемного обучения является одним из важных направлений учебного процесса, потому что он способствует активизации познавательной деятельности учеников, придает их учебным работам творческий характер, создавая благоприятные условия для индивидуального развития учеников, развивая их мышление.

Задача проблемного обучения - развитие интеллекта учеников за счет повышения роли самостоятельности учащихся в процессе разрешения проблемных ситуаций, активной познавательной деятельности, в условиях свободы применения способов умственной деятельности.

Главные цели проблемного обучения: - усвоение учащимися знаний и умений, добытых в ходе активного поиска и самостоятельного решения проблем;

- развитие мышления и способностей учащихся, развитие творческих умений; - воспитание активной творческой личности учащегося, умеющего видеть, ставить и разрешать нестандартные проблемы.

При моделировании урока в режиме технологии проблемного обучения важно учитывать, что учащимся необходимо выполнить систему проблемных заданий для самостоятельной работы на каждом этапе урока. Задания для самостоятельной работы должны быть взаимосвязаны по дидактической цели и содержанию учебного материала. Дидактические цели формируются в соответствии со звеньями процесса обучения, следовательно, в систему объединяются задания со следующим дидактическими целями:

1) актуализации знаний и умений;

2) осознания и осмысления блока новой учебной информации;

3) закрепления и систематизации знаний;

4) применения знаний в новой учебной ситуации;

5) проверки уровня усвоения знаний и умений.

На проблемном уроке учитель:

1. Способствует эффективному накоплению каждым ребенком своего собственного личностного опыта.

2. Предлагает детям на выбор различные учебные задания и формы работы, поощряет детей к самостоятельному поиску путей решения этих заданий.

3. Стремиться выявить реальные интересы детей и согласовывать с ними подбор и организацию учебного материала. 4. Ведет индивидуальную работу с каждым учащимся.

5. Помогает детям самостоятельно спланировать свою деятельность.

6. Поощряет детей самостоятельно оценивать результаты их работы и исправлять допущенные ошибки.

7. Учит детей самостоятельно вырабатывать правила поведения и контролировать их соблюдение.

8. Побуждает детей обсуждать возникающие между ними конфликтные ситуации и самостоятельно искать пути их разрешения. Поэтому возможности проблемного урока, намного шире, особенно в плане его воздействия на развитие личности.

Проблемное обучение, основанное на закономерностях развития мышления, призвано научить учеников самостоятельно мыслить, самостоятельно получать знания, анализировать и делать выводы. При проблемном подходе к обучению есть возможность уйти от механического запоминания. Когда перед учащимися ставится учебная проблема, создается тем или иным способом проблемная ситуация, у них появляется интерес, они активно включаются в процесс решения проблемы - все это способствует лучшему усвоению материала, причем большая часть усваивается непроизвольно. Ученик учится мыслить научно.

Именно поэтому я очень часто организую уроки с использованием «проблемных ситуаций». Проблемные ситуации можно создавать на разных этапах урока, во время выполнения разнообразных заданий. Проблемная ситуация может создаваться также в процессе изучения физических законов, теорий, реализовываться во время проблемного изложения материала.

Например, при объяснении нового материала.

При изучении темы "Диффузия" (7 класс) учащимся предлагается определить скорость диффузии запаха в помещении и сравнить ее со скоростью движения молекул (400 м/с), которая сообщается ученикам. После расчета скорости диффузии учащиеся получают результат: примерно 25см/с. Возникает проблема: почему скорость диффузии много меньше скорости молекулы? Учащиеся выдвигают свои гипотезы и пытаются объяснить данный факт, используя первоначальные сведения о строении вещества. В данной ситуации можно подвести к правильным выводам, проведя аналогию: представьте себе, что каждый из вас молекула и вам надо преодолеть расстояние от одной стены до другой, сначала вы делаете это в пустом помещении, а затем с преградами (молекулами), которые совершают хаотичное движение. После обсуждения данной проблемы совместными усилиями приходим к выводу о том, что молекула запаха преодолевает столкновения и взаимодействия с другими молекулами, при этом теряя скорость.

Изучая тему «Плотность вещества» (7 класс), урок начинаю с легенды об Архимеде:

Жил в Сиракузах мудрец Архимед.
Был другом царя Гиерона.
Какой для царя самый важный предмет?
Вы все догадались - корона!

Захотелось Гиерону
Сделать новую корону.
Золота отмерил строго.
Взял не мало и не много -
Сколько нужно - в самый раз.
Ювелиру дал заказ.

Через месяц Гиерону
Ювелир принес корону.
Взял корону Гиерон,
Оглядел со всех сторон:
Чистым золотом сверкает…

Но ведь всякое бывает,
И добавить серебро
Можно к золоту хитро,
А того и хуже - медь
(Если совесть не иметь)…

И царю узнать охота:
Честно ль сделана работа?

Не желал терпеть урон
Сиракузец Гиерон.
И позвал он Архимеда…
Началась у них беседа.

Гиерон:
Вот корона, Архимед.
Золотая или нет?

Архимед:
Чистым золотом сверкает.

Гиерон:
Но ты знаешь, все бывает!
И добавить серебро
Можно к золоту хитро.
А того и хуже - медь,
Если совесть не иметь.

Сомневаться стал я что-то:
Честно ль сделана работа?
Можно ль это, ты скажи, определить?
Но корону не царапать, не пилить…

Ответьте на вопрос: Каким способом можно определить, из чего сделана корона? Учащиеся выдвигают гипотезы, доводы. Правильных ответов не услышала. Хватает ли вам знаний для ответа на вопрос? Давайте я вам помогу, но сначала вспомним, что мы уже знаем…

При изучении темы «Архимедова сила. Плавание тел» (7класс) ученикам предлагаю такой вопрос: «Есть два одинаковых сосуда, доверху заполненных водой. В одном из них плавает деревянный брусок. Какой из этих сосудов более тяжелый?» Ученики считают, что тяжелее будет сосуд, в котором плавает брусок (поскольку добавляется лишнее вещество). Некоторые считают, что тяжелее будет сосуд без бруска (сосуды заполнены доверху, а плотность дерева меньше плотности воды). Взвешивание сосудов показывает, что вес их одинаков. Почему? Решение этой проблемной задачи приводит к установлению закона плавания тел.

При изучении темы «Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Момент силы» (7 класс) можно создать следующую проблемную ситуацию: Мальчик помогает девочке нести тяжёлую большую сумку. Для удобства сумку повесили на палку. Как поступить мальчику, чтобы девочке было легче нести груз?

Изучая тему «Тепловые явления» (8 класс») подчеркиваю, что все тела, находящиеся длительное время в контакте друг с другом, имеют одинаковую температуру. Учащимся предлагается измерить температуру в разных частях кабинета и убедиться, что она одинакова. Затем прошу их потрогать различные тела: крышку парты, ножку парты, линейку, книгу, авторучку, батарею отопления и т. д. Они обнаруживают, что температура различных тел на ощупь кажется разной. В конечном итоге выясняем, почему это так, кажется.

При изучении темы «Атмосферное давление» (7 класс) проблемную ситуацию создает следующий занимательный опыт: сваренное вкрутую и очищенное яйцо, положенное на горлышко бутылки, втягивается внутрь его, если предварительно бросить в бутылку зажженную бумагу и быстро закрыть бутылку яйцом. Проблемная ситуация рождается в силу того, что яйцо втягивается в графин «само», якобы без внешнего воздействия.

Создаю проблемную ситуацию на уроке в ходе физического эксперимента при изучении, например, темы «Плавание тел» (7 класс). Перед учащимися находится три сосуда с жидкостью, в которых помещены три одинаковых тела: в первом сосуде тело плавает на поверхности, во втором находится внутри жидкости, в третьем тело на дне.

Вопрос: Почему одно и то же тело ведет себя по-разному? От каких факторов зависит поведение тела в жидкости?

Учащиеся предлагают много версий, но не все они отражают суть, поэтому сами учащиеся выбирают из всех самые доказательные. Так как, во всех случаях тела одинаковые, то можно сразу исключить параметры тела, остается жидкость, следовательно, условия плавания связаны с жидкостью.

Таким образом, зная о существовании силы тяжести и силы Архимеда, учащиеся приходят к выводу о соотношении этих сил, а так же связывают это с плотностью тел и жидкости. На доске делаем чертеж данного опыта и подбираем соотношение сил, после каждого рисунка делаем вывод: тело тонет, если…и т.д.

При изучении темы «Конвекция» (8 класс) учащиеся уже знают, что теплота может передаваться постепенно от более нагретой части тела к менее нагретой, задаю вопрос: «Почему в помещениях под потолком температура воздуха обычно бывает выше, чем внизу, около пола, хотя нагреватели - батареи отопления - находятся внизу?» Здесь учащиеся сталкиваются с принципиально новым для них явлением. Его нельзя объяснить передачей теплоты путем теплопроводности.

После обсуждения данной проблемной ситуации приходим к выводу о том, что здесь имеет место другой вид теплопередачи - конвекция.

Проблемную ситуацию можно применить при использовании мысленного эксперимента, на уроке по теме: «Сопротивление проводников» (8 класс) учащиеся должны четко представлять, от каких параметров зависит сопротивление.

Ученики предлагают различные параметры и логику своих рассуждений, например: от длины проводника.

Учащиеся должны хорошо понимать, что для того чтобы найти зависимость от какого либо параметра, необходимо остальные параметры уровнять.

Чем больше длина, тем большее сопротивление приходиться преодолевать электронам при прохождении по проводнику, следовательно, R1>R2

Следовательно, сопротивление прямо пропорционально длине

- от толщины

- от рода проводника.

Таким образом, учащиеся, имея теоретические данные, смогли предположить результат эксперимента и сделать вывод.

Мысленный эксперимент при изучении темы «Инерция» (7класс). Предлагаю учащимся представить движущийся пароход. На палубе стоите вы и бросаете мяч вертикально вверх. Куда упадет мяч?

Ответы учащихся: передо мной, на палубу, прямо мне в руки, в воду. Далее ребятам говорю: «Итак, сколько же разных мнений у нас в классе?» - много мнений. «Значит, возникает вопрос?» - кто из нас прав, куда упадет мяч?

Проблемный метод проведения лабораторных работ позволяет управлять познавательной деятельностью учащихся. Главное в этом методе заключается в том, что учитель проводит обучаемого по пути, по которому шел исследователь. Например, выполнение лабо­раторной работы «Определение удельного сопротивления» (8 класс), где в качестве исследуемого проводника применяется провод реостата. Учащиеся, придя в кабинет физики, видят на своих столах только реостаты, знают название работы и ее цель. Учитель еще раз объявляет цель работы и для проверки подготовленности учащихся по данной теме проводит фронтальный опрос, формулируя проблему приблизительно в следующих вопросах:

1. Что называется электрическим сопротивлением?

2. Какой физический смысл электрического сопротивления?

3. От чего зависит величина электрического сопротивления?

4. Что называется удельным сопротивлением?

5. Какие вы знаете единицы измерения удельного сопротивления?

6. Как измерить площадь попереч­ного сечения проводника?

7. Как измерить длину окруж­ности?

При этом все расчетные формулы по ходу опроса учащиеся записывают на доске и в свои тетради. После опроса учитель формирует проблему первого этапа:

- какое необходимо иметь оборудование для определения удельного сопротивления проводника, из которого изготов­лен реостат, не проводя в нем конструктивных изме­рений?

Все учащиеся по подгруппам приступают к решению данной проблемы. Если в процессе уже группового обсуждения создается тупиковая ситуация, необходимо воспользоваться подсказкой, которая в проблемном обу­чении дает учащимся информацию в ходе решения проблемы. На основе анализа расчетной формулы учащиеся приходят к выводу, что для определения удельного сопротивления необходимо измерить сопро­тивление реостата и его длину. Для измерения сопротивления реостата необходимо иметь амперметр, вольтметр, источник тока, соединительные провода, схему их соединения. Схема включения приборов предлагается также учащимися. Собрав схему, с помощью закона Ома получают величину сопротивления реостата. Для измерения площади поперечного сечения провода необ­ходим штангенциркуль, с помощью которого измеряют длину обмотки реостата и просчитывают число витков. Зная длину обмотки реостата и число витков, определяют диаметр провода, а затем площадь поперечного сечения провода. Остается определить длину провода реостата. Теперь уже решение этой проблемы не вызывает у учащихся затруднений и они предлагают измерить штангенциркулем диаметр одного витка реостата, определить длину этого витка и умножить на число витков. Затем учитель формулирует задачу второго этапа: составить алгоритм выполнения данной работы.

Зная требования, предъявляемые к алгоритму, учащиеся по подгруппам приступают к его составлению. На всех этапах обсуждения проблем необходимо поддерживать дух сорев­нования между подгруппами, создать доброжелательную, творческую обстановку. В процессе группового обсуждения предложенных алгоритмов необходимо строго следить за выполнением правил составления алгоритма, требуя неод­нократного повторения каждой команды алгоритма, обсуж­дая его со всех сторон и остановившись на лучшем, записать его. В результате за 25-30 минут каждый учащийся, осознав содержание и цель работы, готов к выполнению и справляется с заданием, делая все осознанно. Соответст­вующие расчеты проводятся с помощью калькулято­ров. На выполнение работы и расчетов уходит еще 25-30 минут. Таким образом, остается время для оформления отчета, что было невозможно при традиционном выполнении работы.

Поскольку проблемное обучение включает в себя принцип усвоения на деятельностной основе, то следует особо подчеркнуть роль фронтальных лабораторно-практических работ. Использую проблемную ситуацию при проведении фронтальной лабораторной работы. Проблемные вопросы исследовательского характера можно поставить на уроке по теме "Сила трения" (7 класс). Перед учащимися ставится вопрос: От каких факторов зависит сила трения? Для того, чтобы решить эту проблему, учащимся необходимо самостоятельно предложить ход работы и выбрать необходимое оборудование. Учащиеся уже знакомы с измерением силы трения с помощью динамометра, поэтому они предлагают параметры, от которых зависит сила трения: масса тела (т.е. брусок необходимо нагружать), поверхность, по которой движется брусок (это может быть дерево, обложка тетради, поверхность книги, пол-линолеум , линейка и т. д.)

После проведения данного эксперимента учащиеся делают вывод: " сила трения зависит от…"

Проблемную ситуацию создаю с целью привлечения имеющихся у учащихся знаний к решению задач практического характера:

Если познавательная задача содержит новые для учащихся понятия, факты, способы действия, то она проблемна по содержанию, например:

1) Как нужно поставить плоское зеркало на нарисованный квадрат чтобы получилось изображение: трех-, четырех-, и пятиугольника?

2) Сколько изображений предмета получается между двумя зеркалами, если их расположить перпендикулярно друг к другу? если угол уменьшать? если параллельно одно другому?

Использую задачи с заведомо допущенными ошибками. Все учащиеся с удовольствием включаются в обсуждение, выдвигают свои гипотезы и в результате приходят к верному ответу. Например, при изучении темы «Агрегатные состояния вещества» предлагаю найти физическую ошибку в тексте:

Один поэт так писал о капле: «Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла».

Повесть о настоящем человеке. Б. Н. Полевой

«…Из припудренной утренним инеем хвои высунулась длинная бурая морда, увенчанная тяжёлыми ветвистыми рогами. Испуганные глаза осмотрели огромную поляну. Розовые замшевые ноздри, извергавшие горячий парок встревоженного дыхания, судорожно задвигались».

Прокомментируйте этот отрывок с точки зрения физики. Какое несоответствие допущено в тексте?

Следует отметить, что для проблемного обучения важно научить ученика самостоятельно работать с книгой, вырабатывая умения и навыки осмысленного чтения и осознанного усвоения изложенных в ней идей.

Текстовые проблемные ситуации облегчают выявление проблемы, делают понимание полнокровным познавательным процессом, вносят в него элементы эмоций и волевого усилия.

В практике проблемного обучения, когда речь идет о приближении процесса учения к процессу научного исследования, выделяются следующие приемы работы с книгой: выделение существенного, сортировка материала, ответы на вопросы, составление тезисов, конспектирование, самопроверка. Они отражают сочетание трех уровней работы с книгой, которые обеспечивают не только усвоение учебного материала, но и умственное развитие учащихся, и формирование их познавательной самостоятельности.

Учебник на уроке выполняет многие функции; он является чаще всего, основным источником новых знаний, эффективным средством закрепления изложенного учителем материала, средством активизации учебно-познавательной деятельности учащихся и воспитание трудолюбия средством развития исследовательских, творческих способностей учащихся, средством формирования умений и навыков работы с книгой и самообразования. При работе над пройденным материалом для активизации учащихся очень часто рекомендуется чтение учащимися учебника в начале урока перед проверкой знаний. Такой прием важен для слабоуспевающих учеников и тех, кто нерегулярно выполняет домашние задания.

При проблемном обучении этот прием является одним из способов актуализации опорных знаний, усвоенных задолго до данного урока.

Учебник - основное средство организации самостоятельной работы при изучении нового материала, доступного для самостоятельного усвоения учащимися под руководством учителя.

Проблемное обучение, основанное на закономерностях развития мышления, призвано научить учеников самостоятельно мыслить, самостоятельно получать знания, анализировать и делать выводы. При проблемном подходе к обучению есть возможность уйти от механического запоминания. Проблемные ситуации, создаваемые на уроке, вызывают ощущение трудности, что ставит учеников перед необходимостью мобилизовать свои знания для ее преодоления, и активно включиться в учебную деятельность. Когда перед учащимися ставится учебная проблема, создается тем или иным способом проблемная ситуация, у них появляется интерес, они активно включаются в процесс решения проблемы - все это способствует лучшему усвоению материала, причем большая часть усваивается непроизвольно. Ученик учится мыслить научно. А ведь именно в процессе деятельности и происходит формирование необходимых учебных компетенций, поэтому технология проблемного обучения является на сегодняшний день актуальной и эффективной.