РОЛЬ ЗАДАЧ В РАЗВИТИИ МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

РОЛЬ ЗАДАЧ В РАЗВИТИИ МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ
НА УРОКАХ ФИЗИКИ
В.Е. Веденкина
Липецкий государственный педагогический университет
Согласно Федеральному государственному стандарту среднего (полного) образование должно быть ориентировано на воспитание личности, способной к критическому мышлению, активно и целенаправленно познающей окружающий мир, мотивированной на творчество, инновационную деятельность, самообразование [1]. Поэтому школе необходимо, прежде всего – «учить творчеству, воспитывать самостоятельную личность, умеющую принимать решения и нести за них ответственность, умеющую критически мыслить, вести дискуссию, аргументировать и учитывать аргументы оппонента» [2, с.4].
Однако в большинстве школьных учебников физики и методических пособиях такому подходу в преподавании не уделяется должное внимание. Обучение предельно рационализировано и вербализовано, учащиеся лишь заучивают и воспроизводят материал учебников. Задачи на закрепление материала, как правило, являются тренировочными, решаются по заданному алгоритму. Внимание же нестандартным, творческим задачам практически не уделяется. Конечно, традиционные методы закрепления и контроля знаний позволяют оценить усвоение учебного материала. Однако они не выявляют то, насколько глубоки знания учащихся и как они умеют оперировать ими.
В качестве средства преодоления формализма в знаниях школьников служат творческие упражнения и задачи, которые помогают осмыслить изучаемый материал, осознать его теоретическую и практическую значимость. Решение таких задач представляет собой исследование – процесс критической оценки, переработки и систематизации полученных знаний. В нем активизируется мышление учащихся, вызывая интерес к физике и порождая чувство уверенности в своих силах. Решив сложную интересную физическую задачу, учащиеся с энтузиазмом берутся за новую, которая их не пугает, так как уверены, что обязательно справятся с ней.
Обратившись к содержанию заданий ЕГЭ по физике, можно констатировать, что среди них недостаточно заданий качественного характера, для решения которых необходимы исследовательские навыки, умения выстраивать «логически стройную цепочку рассуждений со ссылкой на физические явления и законы» [3, с.18], что потребует активной работы мысли учащегося и его творческих усилий.
Чтобы исключить формализм при решении задачи, нужно, прежде чем приступить к ее решению, выяснить сущность заданной в ней физической ситуации, и затем логическим путем наметить план её решения. Представляется целесообразным предлагать учащимся качественные физические задачи, составленные на основе художественных произведений, задачи с лишними данными, либо с их минимальным количеством, задачи с неявно заданным вопросом, который нужно поставить самим учащимся.
Чтобы заинтересовать школьника, привлечь его внимание, вызвать желание разобраться в новой теме, активно участвовать в работе на уроке, нужно вызвать мотивации к учению, найти отклик на свое обращение к нему, установить обратную связь. Полезно задать такой вопрос, который близок к жизненным ситуациям, внешне очевиден, но дать ответ на который учащиеся затрудняются. Необходимо продемонстрировать нечто новое, неизвестное ранее, вызывающее чувство удивления. В качестве примера рассмотрим следующую задачу:
«Шерлок Холмс нагнулся над своим ящиком, пошарил в нем и извлек обычный медицинский градусник. Ватсон с любопытством посмотрел на эту "реликвию".     - Перед вами, дорогой друг, уникальный прибор. С его помощью я определял температуру почти кипящей жидкости.
- Но позвольте, шкала этого градусника рассчитана всего на 8oС: она начинается с 33 и заканчивается 42oС.
    - Я не оговорился, дорогой Ватсон, все так и было» [4, с. 66–68.].
В качестве проблемной эта задача была использована нами в 10 классе лицея №24 г. Липецка на уроке изучения нового материала по теме «Уравнение теплового баланса». Учащиеся высказывали различные предположения, после чего им было сказано, что в конце урока они сами проверят, были ли верны их ответы. После раскрытия основных понятий темы, введения закона сохранения энергии в тепловых процессах и уравнения теплового баланса учитель вновь возвращается к «загадке Шерлока Холмса», выслушивает новые догадки учащихся и подводит итог: можно взять холодную воду известной массы и температуры и вливать в нее горячую воду до тех пор, пока шкала термометра не начнет "работать". Потом, определив массу влитой горячей воды, вычислить ее температуру. Учащиеся активно участвовали в обсуждении и делали верные выводы. В заключение предлагалось на основе этой «загадки» каждому учащемуся составить задачу с индивидуальными данными и решить ее.
Следует отметить психолого-педагогическую значимость подобного рода задач. Они вызывают интерес учащихся еще в самом начале урока, помогают удерживать их внимание на всем его протяжении. Каждому учащемуся хочется постигнуть истину, быть первооткрывателем, новатором. Поэтому, нельзя не согласиться с утверждением: «Успех на каждом уроке является стимулом к дальнейшему обучению. Обучение должно быть трудным, но обязательно победным для всех школьников» [5, с. 39].
Интересными в методическом плане являются задачи с недостатком или избытком данных, с неявно заданным вопросом или с его отсутствием. Приведем два примера.
«Игрок бросает мяч своему партнеру, находясь в 28 м от него. Мяч летит четыре секунды. Какой наибольшей высоты достиг мяч?» [6, с.88]
Можно было бы пойти по традиционному пути решения этой задачи, записывая уравнения дальности, времени полета и максимальной высоты подъема тела, брошенного под углом к горизонту, выражая одни величины через другие. Однако предлагается другой способ решения, основанный на цепочке логических рассуждений. В школьных учебниках физики доказывается, что время подъема равно времени падения тела. Это значит, что на подъем и падение мячу, совершающему одновременно перемещение в горизонтальном и вертикальном направлениях, понадобилось по две секунды. Тогда, поскольку по вертикали мяч падает без начальной скорости, то искомая высота:
Н=gt22=9,8∙222≈20 (м).
Очевидно, что расстояние между игроками никакой роли в решении задачи не играет.
Задачи могут не содержать вопроса, а условие может быть отправной точкой в рассуждениях. Цель решения таких задач – распознать явление, рассмотреть его с различных точек зрения, выявить существенные стороны. После обсуждения учащиеся сами смогут сформулировать вопрос и решить задачу. Приведем ниже следующий пример:
«С балкона на высоте 25 м над землей вертикально вверх брошено тело со скоростью 20 м/с» [7].
Учитель задает классу вопросы в связи с описанной в задаче ситуацией. Порядок вопросов должен быть выстроен с логической точки зрения корректно, так чтобы каждый новый вопрос вызывал постановку следующего вопроса, направляя ход мыслей учащихся. Например, одними из первых могут быть заданы вопросы о выбранной точке начала отсчета, о движении, которое совершает тело (поднимается ли, падает, траектории движения), об изменении скорости полета и т.д. Учащиеся анализируют результаты обсуждения, строят графики, делают записи в тетрадях и на их основе формулируют главный вопрос к задаче и выбирают пути ее решения.
Успех познавательной деятельности в обучении выражается в наличии умения и навыка мыслить. А мыслить учащиеся начинают тогда, когда им интересно что-то познать, понять. Один из способов активизации мышления – применение нестандартных, творческих заданий, «живых» задач, Имеющих практическое применение.
Список литературы
Федеральный государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования. Проект (доработка 15.02.2011г.) [Электронный ресурс] // Российская газета. 2011. 17 февраля. – Режим доступа: http://www.rg.ru/2011/02/17/shkola-standart-site-dok.html
Маркова, А. К. Психология профессионализма / А.К. Маркова. – М.: Знание, 1996. – 308 с.
Демидова, М.Ю. Аналитический отчет по результатам ЕГЭ по физике 2010 г. / М.Ю. Демидова, В.А. Грибов, Г.Г. Никифоров // Физика в школе. – 2010. – №8. – С. 8-26.
Елькин, В.И. Из историй Шерлока Холмса // Физика в школе. – 1999. – № 5. – С. 66-68.
Кабардин, О.Ф. Личностно-ориентированный подход к обучению физике // Физика в школе. – 2010. – № 7. – С. 36-43.
Перельман, Я.И. Занимательная механика / Я.И. Перельман. – Москва-Ленинград: ОНТИ. – 1937. – 240с.
Карпук, А.Л. Проблемное обучение физике в процессе решения задач / А.Л. Карпук // Фiзiка: праблемы выкладання. – 2002. – № 1. – С. 21-29.