Статья на тему Внедрение технологии проблемного обучения на уроках физики

Внедрение технологии проблемного обучения на уроках физики
- условие реализации деятельностного подхода
"Человек образованный – тот, кто знает,
 где найти то, чего он не знает"
  Георг ЗиммельВ Концепции модернизации Российского образования и Национальной образовательной инициативе «Наша новая школа» в качестве приоритетных направлений обозначен переход к новым образовательным стандартам. В ФГОС красной нитью проходит переход от простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику к развитию способности учащегося самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. Одним из условий решения современных задач образования является формирование универсальных учебных действий, ключевых образовательных компетенций учащихся на основе метапредметного подхода.
В настоящее время возникло противоречие между большим количеством информации, которую должны усвоить учащиеся, и ограниченным сроком обучения. Это вызывает необходимость постоянного совершенствования учебного процесса. Учащиеся должны не просто получить определенный объем знаний, но и получить развитие на уроках, овладеть различными мыслительными операциями сравнения, анализа, синтеза, обобщения. Работая в современных условиях, учитель сталкивается в своей деятельности  еще с одним противоречием - между потребностью общества в активной, свободной, самоопределяющейся личности и крайне низкой мотивацией к обучению. Поэтому  наиболее эффективным, действенным способом активизации мышления учащихся является проблемное обучение. Создание проблемных ситуаций на уроках, их анализ, активное участие учеников в поиске путей решения поставленной учебной проблемы возбуждает мыслительную активность обучаемых и поддерживает глубокий познавательный интерес.
Проблемное обучение через деятельностный подход реализует:
исследовательскую деятельность
коллективную систему обучения
проектную деятельность
обучение в сотрудничестве
здоровье сберегающие технологии, а также
метапредметный подход
Цели введения проблемного обучения на своих уроках:
- научить школьников объяснять физические явления (дети лучше усваивают то, что открыли сами и выразили по-своему);
- научить школьников творческой деятельности (ребята больше думают, чаще говорят, активнее формируется мышление и речь);
воспитание активной личности (ребята отстаивают собственную позицию, рискуют, проявляют инициативу, и в результате вырабатывают свою точку зрения).
Суть проблемного урока – творческое усвоение знаний. Основные этапы проблемного урока:
Подготовка к восприятию проблемы.
Этап создания проблемной ситуации.
Формулировка проблемы или осознание учащимися темы (отдельного вопроса темы) в виде учебной проблемы.
Процесс решения проблемы (выдвижение гипотезы или предположения, эксперимент или опыт, обоснования своей точки зрения).
Доказательство правильности избранного решения (вывод по сформулированной проблеме).
6. Закрепление и обсуждение полученных данных, применение этих знаний в новых ситуациях.
Таким образом, проблемное обучение начинается с создания проблемной ситуации – главного средства активации мыслительной деятельности школьников и проходит затем основные этапы: формирование проблемы, нахождение способов ее решения, решение проблемы, формулирование выводов, подведение итогов.
Сущность проблемной ситуации составляет несоответствие между уже усвоенными знаниями, умениями и теми фактами и явлениями, которые необходимо объяснить. Трудности анализа проблемной ситуации должны быть посильными для учащегося, и у него должно возникать желание преодолеть их, между тем решение проблем не сразу доступно всем школьникам.
Важный и ответственный этап проблемного обучения – создание проблемной ситуации. Главным средством для этого служат проблемные вопросы, однако, на уроках физики с этой целью можно использовать демонстрационный и мысленный эксперимент, фронтальные опыты, экспериментальные задачи и т.д. Для успешной постановки проблемы, она должна содержать познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызвать чувство удивления при сопоставлении нового с неизвестным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков.
Проблемный вопрос должен содержать противоречивость информации и вызывать необходимость и желание сравнивать, рассуждать, анализировать данные, обобщать их, т. е. искать закономерность. Так, например: “Почему тонет брошенный в воду гвоздь, а тяжелое судно плавает?” будет проблемным, а вопрос: “Почему тела плавают?” будет информационным, поскольку он требует для ответа лишь знаний.
Предметные знания, сами по себе, по моему убеждению, являются “мертвым грузом”, который в дальнейшей жизни не используется учениками, а умение выдвигать гипотезы, решать проблемы дает возможность гармонично сосуществовать с окружающей средой.
Деятельность учителя по использованию проблемных ситуаций на уроках физики:
а) при объяснении нового материала.
Рассмотрим пример создания проблемной ситуации на уроке физики по теме “Диффузия” в 7 классе.
Учащимся предлагается определить скорость диффузии запаха в помещении и сравнить ее со скоростью движения молекул, которая сообщается ученикам. Скорость молекул примерно 400 м / с, она соизмерима со скоростью пули.
После расчета скорости диффузии учащиеся получают результат: примерно
25 см/с. Для расчета им необходимо вспомнить, как рассчитать скорость, зная путь и время. 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 учитель может подвести к правильным выводам не напрямую, а косвенно, 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.
б) при использовании физического эксперимента.
Например, с помощью параллельного соединения проводников показываем опыт с включением в цепь электрической лампы. Затем ставим вопрос: «Как включить в эту цепь ещё одну такую же лампу, чтобы оба они горели нормальным накалом?» Ученик рисует на доске знакомую ему схему с последовательным соединением ламп. Выясним, что напряжения на лампах будет вдвое меньше обычного, следовательно, нормальным накалом они гореть не будут. Учитель показывает соответствующий опыт. Затем учащиеся вносят предложение: увеличить напряжение в два раза. «Но ведь вы знаете,- говорит учитель, - что напряжение в осветительной сети всегда постоянно и равно 220 В, тем не менее мы можем включить в квартире одну, две или несколько ламп, и все они будут гореть нормальным накалом». Ученики приходят к выводу, что проблему не решить последовательным соединением ламп, надо искать какой-то принципиально новый способ включения. В ходе поиска решения в какой-то момент появляется новая мысль. Она возникает сначала в форме догадки на основе интуитивного мышления.
в) при проведении фронтальной лабораторной работы
Проблемные вопросы исследовательского характера можно поставить на уроке физики по теме “Сила трения” в 7 классе.
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-линолиум, линейка и т. д.)
После проведения данного эксперимента учащиеся делают вывод: “ сила трения зависит от…”
г) при использовании мысленного эксперимента.
На уроке по теме: “ сопротивление проводника” 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.
 Итак, учебная проблема поставлена и начинается следующий этап проблемного урока – поиск решения. Учитель помогает ученикам открыть новое знание. Однако организовать открытие можно по-разному. Здесь у учителя есть целый арсенал методов и приемов деятельности — от «мозгового штурма», т.е. метода проб и ошибок  до исследовательского и экспериментального. Именно на этапе поиска решения  осуществляется деятельностный подход в проблемном обучении. Основными компонентами овладения знаниями при таком подходе являются: анализ информации, исследование, запоминание и самооценка. Для реализации деятельностного подхода в преподавании я создаю проблемные ситуации, обращаюсь к обучающимся с вопросами, а не с ответами, управляю поисковой деятельностью и обсуждаю результаты с обучающимися. В таких ситуациях начинается воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества и прослеживается связь с повседневной жизнью.
 На завершающих этапах урока, т.е. на стадии доказательства выбранного решения или применения знаний в новых ситуациях развиваются рефлексия, анализ и планирование. Они учатся выделять, сравнивать, обобщать, оценивать физическими понятиями, создавать физические модели, следовательно, речь уже едет о реализации метапредметных результатов обучения. Считаю, что любой урок в современных условиях должен быть организован с учетом метапредметного подхода.
Физика - это один из немногих школьных предметов, в ходе усвоения которого
ученики вовлекаются во все этапы научного познания–от наблюдения явлений и их эмпирического исследования до выдвижения гипотез, выявления на их основе следствий и экспериментальной верификации выводов.
Не прожитое деятельностью знание мертво и бесполезно. Важнейшим побудителем любой деятельности является интерес. Для того чтобы он возник, ничего нельзя давать детям в «готовом виде»: все (или почти все) знания и умения учащиеся должны добывать в процессе их личного труда -  индивидуального или в малых группах.