Методические материалы
Базовой сетевой площадки НОУ “Дарина” г. Владивостока
Дистанционный модуль
“Проблемное обучение как метод активизации познавательной деятельности учащихся начальной школы”
1. К вопросу о проблемном обучении
Если человека постоянно приучать усваивать знания и умения в готовом виде, то можно таким образом «разучить» его думать самостоятельно.
Проблемное обучение – это дидактическая система, основанная на закономерностях творческого усвоения знаний и способов деятельности, включающая сочетание приемов и методов преподавания и учения, которым присущи основные черты научного поиска ().
Проблемный метод обучения - обучение, протекающее в виде снятия (разрешения) последовательно создаваемых в учебных целях проблемных ситуаций.
Под проблемной ситуацией понимают осознанное затруднение, порождаемое несоответствием между имеющимися знаниями и теми знаниями, которые необходимы для решения предложенной задачи.
Задача, создающая проблемную ситуацию, называется проблемной задачей , или просто проблемой . Признаками проблемы являются:
1) порождение проблемной ситуации;
2) определенная готовность и определенный интерес решающего к поиску решения;
3) возможность неоднозначного пути решения, обусловливающая наличие различных направлений поиска.
Проблема должна быть доступной пониманию учащихся, а ее формулировка должна вызывать интерес и желание учащихся ее разрешить.
Следует различать проблемную задачу и проблему. Проблема шире, она распадается на последовательность или разветвленную совокупность проблемных задач. Таким образом, проблемную задачу можно рассматривать как простейший, частный случай проблемы, состоящей из одной задачи. Например, можно поставить проблему изучения ромба. Одна из проблемных задач, входящих в эту учебную задачу, состоит в открытии свойства диагоналей ромба.
Проблемное обучение ориентировано на формирование и развитие способности учащихся к творческой деятельности и потребности в ней. В осуществлении проблемного обучения целесообразно начинать с проблемных задач, подготавливая этим самым почву для постановки учебных задач.
Существует три основных типа учебных проблем:
Проблема математизации, математического описания, перевода на язык математики ситуаций и задач, возникающих вне математики или внутри математики, т. е. проблема построения математических моделей. Проблема исследования различных классов моделей, результатом решения проблем этого типа является дальнейшее развитие системы теоретических знаний путем включения в нее новых “маленьких теорий”. Проблема применения новых теоретических знаний в новых ситуациях, перенос математических знаний на изучение новых объектов.Рассмотрим деятельность учителя и учащихся в условиях применения проблемного метода в обучении математике:
Деятельность учителя | Деятельность учащихся |
1. Создает проблемную ситуацию. | 1.Осознает противоречия в изучаемом явлении. |
2. Организует размышление над проблемой и ее формулировкой. | 2. Формулирует проблему. |
3. Организует поиск гипотезы - предположительного объяснения обнаруженных противоречий. | 3. Выдвигает гипотезы, объясняющие явления. |
4. Организует проверку гипотезы. | 4. Проверяет гипотезу в эксперименте, решении задач. |
5. Организует обобщение результатов и применение полученных знаний. | 5.Анализирует результаты, делает выводы, применяет полученные знания. |
Проблемное обучение имеет следующую структуру:
Проблемное обучение - обучение, при котором учитель не сообщает учащимся готовых знаний, а организует учащихся на их поиск. Математические понятия, закономерности, теории излагаются в ходе поиска, наблюдения и анализа.
Проблемное обучение реализуется успешно лишь при определенном стиле общения между учителем и учащимися, когда возможна свобода выбора выражения своих мыслей, когда диалог между учителем и учащимися осуществляется в доброжелательной обстановке.
Проблемность является неотъемлемой чертой педагогического процесса, однако, не всякое занятие можно назвать проблемным. Все зависит от того, каков объем методов и организационных форм, свойственных проблемному обучению, используется на занятии.
Дидактические и методически основанные способы создания проблемных ситуаций могут быть найдены только в том случае, если учителю известны общие закономерности их возникновения. В литературе по проблемному обучению встречаются попытки сформулировать эти закономерности в виде типов проблемных ситуаций.
Как показали исследования, можно выделить наиболее характерные для педагогической практики типы проблемных ситуаций.
Учащийся не знает способа решения поставленной задачи. Учащийся сталкивается с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях. Имеется противоречие между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью избранного способа. Имеется противоречие между практически достигнутым результатом выполнения учебного задания и отсутствием у учащихся знаний для его теоретического обоснования.Дидактические цели, которые преследует создание проблемных ситуаций в учебном процессе:
Правила создания проблемных ситуаций.
поставить перед учащимися такое практическое или теоретическое задание, выполнение которого требует открытия новых знаний. Задание должно соответствовать интеллектуальным возможностям учащегося; Проблемное задание дается до объяснения усваиваемого материала. Проблемные задания могут быть:1) усвоение;
2) формулировка вопроса;
3) практическое задание.
Одна и та же проблемная ситуация может быть вызвана различными типами заданий. Проблема должна быть посильна. Формулировка проблемы должна заинтересовать учащихся. Проблему надо ставить естественным образом.Логика решения учебной проблемы.
составление плана решения проблемы, выдвижение предположения и обоснование гипотезы, доказательство гипотезы, проверка решение проблемы, повторение и анализ процесса решения.Решение учащимися проблемы имеет огромное преимущество перед простым заучиванием готовой информации. Преимущество заключается в том, что при решении проблемы учащийся активно мыслит. А это приводит не только к прочности и глубине знаний, приобретенных самостоятельно, но и к ценнейшему качеству ума – умению ориентироваться в любой ситуации и самостоятельно находить пути решения любой проблемы.
Роль учителя при проблемном обучении.
Учитель должен владеть как объяснительным, так и исследовательскими методами обучения.
В процессе подготовки учитель должен приобрести опыт, который позволит ему:
1. Тонко чувствовать проблемные ситуации, с которыми сталкиваются учащиеся, и уметь ставить перед классом реальные учебные задачи в понятной для детей форме.
2. Выполнять функцию координатора и партнера, избегая директивных приемов.
3. Увлечь учащихся проблемой и процессом ее глубокого исследования, стимулировать творческое мышление при помощи умело поставленных вопросов.
4. Проявлять терпимость к ошибкам учеников, допускаемых или в попытках найти собственное решение, предлагая свою помощь или адресовать к нужным источникам информации только в тех случаях, когда учащийся начинает чувствовать безнадежность своего поиска.
Помещение учителя на второй план не значит, что он утрачивает в какой-то мере свое значение. Фактически он является главным героем. От него зависит все то, что происходит или не происходит с учеником. Однако свою роль главного актера, а также режиссера школьной сцены он выполняет надлежащим образом только тогда, когда умеет вызвать в учениках силы и творческие возможности и использовать их в хорошо организованном процессе воспитания.
Факторы, препятствующие успешному решению проблемы.
Мешает функциональная фиксированность. Как только она будет обнаружена, ученик увидит новые возможности решения. Завышенная оценка определенного способа решения проблемы. (Целесообразна постановка вопроса: ”А нет ли другого, более рационального способа действия?”) Часто одно и то же правило, один и тот же прием или способ решения входит как бы в навык и механически применяется учеником при решении разнотипных задач и проблем. (Иногда вспомнить прежнее решение – это значит пойти по ложному пути). Неумение выделить существенное путем отбрасывания несущественного. (Учитель должен раскрыть перед учениками такой метод, при котором ученики должны уметь отбрасывать отдельные признаки, пренебрегать некоторыми условиями задачи.) Злоупотребление наводящими вопросами. (Подсказка эффективна не перед решением проблемы, а после попыток ее решения.)Проблемная ситуация, интерес и эмоциональность – взаимообусловленные явления. Дидактически познавательная активация достигается через вопрос, задачу, задание, наглядность, речь, а чаще их сочетание. Эти элементы становятся в руках учителя инструментом создания проблемной ситуации, возбуждения интереса и эмоционального настроя учащихся, мобилизации их воли, побуждения к действию.
Проблемное обучение имеет свои преимущества и недостатки.
В качестве преимуществ можно отметить: развитие мыслительной деятельности учащихся; развитие математических способностей; формирование интереса к учению; воспитание активности в обучении; формирование творческого начала.
Существенным недостатком применяемого метода в обучении является необходимость больших временных затрат, а также необходимость специальной методической подготовки учителя.
2. Гребенюк педагогика: Курс лекций/ Калинингр. ун-т. - Калининград, 1996.
Сущность проблемно-развивающего обучения
Процесс обучения в своем генезисе прошел ряд стадий развития, при этом уровень целостности становился выше и в настоящее время высокому ее уровню соответствует процесс проблемно-развивающего обучения. Теория проблемно-развивающего обучения представлена в трудах и ряда других авторов (, , Дж. Брунер, В. Оконь, Т. Новацкий, Х. Век и др.). Что же представляет собой сущность проблемного обучения?
Цель проблемного обучения: усвоение не только результатов научного познания, но и самого пути, процесса получения этих результатов (овладение способами познания), она включает еще и формирование и развитие интеллектуальной, мотивационной, эмоциональной и других сфер школьника, развитие его индивидуальных способностей, то есть в проблемно-развивающем обучении акцент делается на общем развитии школьника, а не на трансляции готовых выводов науки учащимся.
Проблемно-развивающее обучение — это современный уровень развития дидактики и педагогической практики. Оно является эффективным средством общего развития учащихся. “Проблемным оно называется не потому, что весь учебный материал учащиеся усваивают только путем самостоятельного решения проблем и “открытия” новых понятий. Здесь есть и объяснение учителя, и репродуктивная деятельность учащихся, и постановка задач, и выполнение учащимися упражнений. Но организация учебного процесса базируется на принципе проблемности, а систематическое решение учебных проблем — характерный признак этого типа обучения. Поскольку вся система методов при этом направлена на общее развитие школьника, развитие его индивидуальных способностей, проблемное обучение является подлинно развивающим обучением” ( — 1975, с. 255).
Проблемное обучение — это тип развивающего обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки, а система методов обучения построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия учителя и учащихся ориентирован на развитие индивидуальности школьника и социализацию его личности
Технология проблемного обучения
Цель – способствовать развитию проблемного мышления учащихся и учителя.
Теоретические положения. 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.
В психолого-педагогической литературе проблемное обучение рассматривают как фору активного обучения, которое базируется на психологических закономерностях; как обучение, в котором учащиеся систематически включаются в процесс решения проблем и проблемных задач, построенных на содержании программного материала; как тип развивающегося обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых знаний .
Каждое из определений раскрывает одну из сторон проблемного обучения, а в сумме подчёркиваются главные признаки, которые лежат в основе моделирования уроков в режиме технологии проблемного обучения: 1.) создание проблемных ситуаций, 2.) обучение учащихся в процессе решения проблем, 3.) сочетание поисковой деятельности и усвоения знаний в готовом виде.
Проблемная ситуация – состояние интеллектуального затруднения, которое требует поиска новых знаний и новых способов их получения. Проблемные ситуации различаются по ситуации неизвестного, по уровню проблемности, по виду «рассогласования» информации, по другим методическим особенностям.
Ситуации интеллектуального затруднения чаще всего создаются с помощью проблемного вопроса. В педагогической литературе определены следующие отличительные черты проблемного (продуктивного) вопроса: 1.) сложность, выступающая в форме противоречия, 2.) ёмкое содержание, 3.) увлекательная форма, 4.) доступный для ученика уровень сложности.
В процессе работы наиболее часто учитель использует проблемные вопросы в форме познавательной (проблемной) задачи. Особое внимание заслуживает методика конструирования проблемных заданий, предложенная .
Проблема с указанием параметров и условия решения может быть предъявлена субъекту со стороны. Во всех случаях проблема перерастает в проблемную задачу как её принято называть. Проблемная задача представляет собой проблему, решаемую при заданных условиях или параметрах, и отличается от проблемы тем, что в первой заведомо ограничено поле поиска решения.
Алгоритм решения проблемной задачи включает 4 этапа. На первом этапе осознания проблемы учащиеся вскрывают противоречие, заложенное в вопросе, для чего находят разрыв в цепочке причинно-следственных связей. Это противоречие может быть разрешено с помощью гипотезы. Формулирование гипотезы составляет второй этап. Третий этап решения проблемы – доказательство гипотезы. Поиск путей доказательства гипотезы требуют от учащихся переформулировки задания или вопроса. Заканчивается решение проблемы общим выводом, в котором изучаемые причинно-следственные связи углубляются и раскрываются новые стороны познаваемого объекта или явления. Это четвёртый этап решения проблемы.
Совокупность целенаправленно сконструированных задач, создающих проблемные ситуации, призвана обеспечить главную функцию проблемного обучения – творческое усвоение содержания образования, усвоение опыта творческой деятельности.
Моделирование уроков. 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.
В зависимости от цели и содержания учебного материала проблемное учебное занятие проводится в разных формах. Мы разработали одну из эффективных фор – блоковый проблемный урок.
Правила моделирования проблемно-блокового урока следующие:
1. При конструировании блокового урока содержание разбивается на 3-4 логические части.
2. К каждой логической части конструируется проблемный вопрос.
3. Каждый проблемный вопрос на уроке звучит трижды, но с разной дидактической целью: а.) актуализация знаний; б.) осознание и осмысление учебной информации; в.) закрепление новых знаний.
4. На этапе закрепления задание из проблемного трансформируется в репродуктивное, так как ответ на вопрос уже прозвучал в процессе осознания и осмысления новой учебной информации. На этом этапе происходит процесс запоминания логики решения проблемной задачи.
5. В каждом блоке изменяется приём работы с источниками информации.
6. Важно в одном из блоков предложить работу с наглядностью как источником информации.
7. Сочетание приёмов работы с информацией зависит от содержания учебного материала и средств обучения, которыми располагает учитель.
8. На этапе диагностического контроля учитель проверяет уровень умения решать проблемные задачи, предлагая на выбор 2-3 задания. Высокий уровень – оценка «отлично», если учащиеся демонстрируют умения определять противоречия, формулировать гипотезу, доказывать её, делать вывод.
Предлагаем описание моделей проблемно-блокового урока, основная цель которого – научить школьников раскрывать логику решения проблемных задач, потренировать их в запоминании логики решения проблемной задачи, подготовить школьников к её самостоятельному решению.
Описание модели проблемно-блокового урока
Число.
Тема.
Цель.
1-й блок урока. Проблемная задача №1. Цель – актуализация знаний и умений учащихся. Учащиеся ищут пути решения проблемной задачи, используя текст проблемной статьи. Учитель повторно предлагает проблемную задачу №1, но дидактическая цель этого задания изменяется, важно осознание и осмысление блока новой учебной информации, которые осуществляются в процессе дискуссии по решению задачи. Затем учитель снова предлагает проблемную задачу №1, но поскольку учащиеся уже знают пути решения проблемы, то дидактическая цель предполагает закрепить в памяти учащихся ход решения проблемной задачи, поэтому, проговаривая решение уже известной проблемы, учащиеся осваивают способ решения проблемной ситуации.
Заканчивая работу над проблемной задаче №1, учитель вместе с учащимися делает вывод, который записывается в рабочей тетради.
2-й блок урока. Проблемная задача №2. Алгоритм взаимодействия учителя и учащихся повторяется, но в процессе решения задачи учащиеся работают с другим источником информацию. Если в первом случае в качестве источника использовался текст учебника, то при решении второй задачи информация поступает от учителя в устной форме.
3-й блок урока. Проблемная задача №3. Алгоритм взаимодействия учителя и учащихся снова повторяется, изменяется источник информации: это может быть наблюдение, материал научно-популярной литературы, видеоряд, схематическая или другие виды наглядности.
Обязательное условие успешной самостоятельной работы школьников – обратная связь, которая осуществляется по ходу урока, создаёт условия для осознания логики решения проблемного задания, поскольку в данной модели урока в процессе обратной связи воспроизводится ответ уже решённой проблемной задачи. Следовательно, средние и слабые ученики могут осмыслить и осознать путь решения проблемной задачи и потренировать себя, подготовить к решению нового проблемного задания.
Варианты тренинга школьников: 1. Тренинг осуществляется в конце урока, учащиеся выбирают одну из проблемных задач, решённых на уроке, пишут ответ. 2. Ученики решают проблемные задачи, устно восстанавливая в памяти алгоритмы решения. 3. В конце урока учитель проводит тренинг по вариантам. 4. В конце урока проверочная работа. Из задач, решённых на уроке, ученик выбирает две, повторяет варианты решения, работая в парах сменного состава, проговаривает пути решения проблем. 5. Проверочная работа выполняется дома. Учащимся предлагается выбрать одну из задач, решённых на уроке, и записать её решение, затем решить новую проблемную задачу (по выбору).
На следующем уроке, работая в парах сменного состава, учащиеся воспроизводят друг другу алгоритм решения проблемных задач.
Таким образом, технология проблемного обучения предполагает систему учебных занятий с основной целью – создать условия, при которых учащиеся открывают новые знания, овладевают новыми способами поиска информации, развивают проблемное мышление.
Качественно новый результат. Владение новыми способами поиска информации, проблемный уровень мышления.
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В. И.КРЮКОВА, МОУ СОШ № 7, г. Прокопьевск, учитель физики высшей квалификационной категории. В 1969 г. окончила Новокузнецкий ГПИ, педагогический стаж 37 лет. Особое внимание уделяет проблемному обучению, постановке эксперимента. Многие ученики выбрали профессию учителя физики. Её выпускники неплохо сдают вступительные экзамены в вузы, творчески работают, многие сейчас занимают руководящие должности. Уже несколько лет Валентина Ивановна является председателем методического совета. Вместе с мужем вырастила двоих детей, имеет трёх внуков. Увлекается вязанием, кулинарией. Награждена знаком «Почётный работник общего образования РФ».
Проблемное обучение как метод активизации познавательной деятельности учащихся
Чтобы соответствовать современным требованиям, выпускник школы должен глубоко усвоить основные идеи современной физики, овладеть системой научных понятий, уметь ориентироваться в научно-технической литературе, самостоятельно и быстро находить нужные сведения, без всякого принуждения пополнять свои знания и уметь их применять на практике. Для достижения этих целей особенно важно проблемное обучение – обучение, основанное на показе диалектического противоречия между известными ученику знаниями, умениями и навыками и новыми фактами, явлениями. Цель проблемного обучения – при минимальных затратах времени получить максимальный эффект в развитии мышления, творческих способностей учащихся.
Проблемное обучение – двусторонний процесс: с одной стороны, это проблемное преподавание (сфера деятельности учителя), с другой – проблемная учёба (сфера деятельности учащегося). Проблемное преподавание – это деятельность учителя по постановке учебных проблем и созданию проблемных ситуаций, управление учебной деятельностью учащегося в решении этих учебных проблем. Это также и особым образом организованная деятельность учащихся по усвоению знаний, в ходе которой они участвуют в поисках решения выдвинутых перед ними проблем. Для проблемного обучения необходимо, чтобы в учебном материале присутствовали задачи, вопросы, задания, проблемные для учащихся; чтобы учитель умел создать проблемную ситуацию, умел постепенно развивать у учащихся умения и навыки выявления и формирования проблемы и самостоятельного поиска способов её решения; чтобы учитель владел специальной системой подготовки к уроку, направленной на выделение в учебном материале именно проблемных вопросов.
Проблемные ситуации в ходе познания могут возникать, когда обнаруживается неполнота имеющихся знаний, пробел в них. Не означает ли это, что для организации проблемных ситуаций на уроке достаточно показать учащимся неполноту их знаний (убедить их в том, что наблюдаемый опыт или предложенный вопрос они не могут объяснить)? Конечно, нет. Учащиеся никогда не могут объяснить опыт, который демонстрирует не изученное ещё явление. В научном познании неполнота изученного вопроса рождает проблемную ситуацию только потому, что человек уже размышляет над темой. А в процессе обучения задача учителя состоит в том, чтобы включить учащихся в познавательный поиск. Для этого необходимо «задеть» ученика, вскрыть противоречие предстоящего для изучения материала со сложившейся у него системой знаний. Другое дело, что в ходе решения проблемы, выявленной на основе анализа проблемной ситуации, у учащихся могут возникнуть другие проблемы, которые решаются на этом же (или на последующем) уроке. На уроке физики можно использовать три типа противоречий: между жизненным опытом учащегося и научными знаниями, противоречия процесса познания и противоречия самой объективной реальности.
Например, жизненный опыт и всё предшествующее обучение убеждают учащегося в том, что 1 + 1 = 2 всегда (независимо от того, что складывается: тела, числа, объёмы и т. д.). Напомнив об этом, начинаем урок о строении вещества. В длинную стеклянную трубку до половины наливаем воду, а затем столько же спирта, предварительно подкрасив его. Закрыв свободный конец трубки несколько раз переворачиваем её. Общий объём смеси оказывается ниже заранее отмеченного уровня. (Можно смешивать также один стакан крупного гороха с одним стаканом пшена или, лучше, манки.) Опыт рождает проблемную ситуацию. При изучении тепловых явлений учитель неоднократно подчёркивает, что все тела, находящиеся в длительном контакте, имеют одинаковую температуру. Для наглядности можно измерить температуру воздуха в разных местах класса (например, на каждом столе), а после этого попросить учащихся потрогать различные предметы, находящиеся на столах: деревянный и железный бруски, стеклянный стакан и т. д. Житейский опыт судить на ощупь о температуре тела вступает в противоречие с научным фактом равенства температур при длительном тепловом контакте тел. Выдвижение проблемы на основе демонстрации опыта при изучении явления вызывает у учащихся наибольший интерес.
В обучении нет мелочей. Важно не только то, ЧТО говорит учитель, но и КАК он это говорит. Учитель всем своим видом и поведением должен показывать крайнюю заинтересованность в изучаемом явлении, в наблюдении опытов, их анализе, вместе с учащимися удивляться полученному несоответствию, показывать свою «озадаченность», побуждать их к раскрытию «тайны» природы. Без такого эмоционального отношения к изучаемому вопросу проблемное обучение может не состояться. Часто на одном и том же уроке проблемная ситуация может быть создана многими способами. Какой из них лучше – зависит от конкретного класса. Создание проблемной ситуации – не самое трудное в обучении. Гораздо труднее обеспечить активное участие учащихся на всех этапах решения проблемы при проведении беседы. В проблемной беседе учащиеся совершают все основные познавательные действия, ведущие к решению проблемы, а учитель лишь направляет и руководит этой познавательной деятельностью. Чтобы учащиеся самостоятельно провели первоначальный анализ проблемной ситуации и сформировали проблему, важно как можно более явно противопоставить новый факт имеющимся знаниям. Если противоречие выступает явно, то формулировка проблемы напрашивается сама собой. Проблемную беседу наиболее полно удаётся провести при изучении свойств тел, частных закономерностей, отдельных явлений. Особенно, если новый материал является частным случаем уже изученного, когда само явление учащимся ещё не знакомо, но знаниями, необходимыми для выдвижения гипотезы, они владеют. Например, объяснение самоиндукции на основе законов электромагнитной индукции, полного отражения света на основе законов отражения, и т. д. Приведём примеры.
· При поиске метода измерения физической величины: «Как определить массу деревянного шарика, имея в распоряжении только мензурку с водой?» Ранее массу тела определяли при помощи рычажных весов, а здесь надо использовать закон Архимеда. Или: «Как определить массу кирпича, имея в наличии только линейку?»
· При изучении способов теплопередачи: «Почему лёд тает, если пробирку с водой и льдом нагревают снизу, ведь вода плохой проводник тепла? Почему металл кажется холоднее дерева, хотя они имеют одинаковую температуру?»
· При изучении атмосферного давления, после проблемного опыта с яйцом, втягивающимся в бутылку: «Как вы думаете, зачем мы бросали в бутылку зажжённые спички или бумагу? Что происходит при их горении?»
· При изучении темы «Самоиндукция»: передвигая ползунок реостата в известном опыте с двумя лампами в параллельных ветвях, добиваемся, чтобы обе горели одинаковым накалом. После демонстрации возникает проблемная ситуация: если сопротивление параллельных ветвей одинаково и сила тока тоже одинакова, то почему при замыкании цепи лампа, включённая последовательно с катушкой, загорается позднее? Учащиеся не могут высказать правильной гипотезы, если им не подсказать: изменение силы тока в цепи реостата происходит быстрее, чем в цепи катушки индуктивности.
· При изучении теплопроводности: охватив деревянный цилиндр полоской бумаги, вносим его в пламя спиртовки. Бумага вскоре загорается (желательно заметить время). Опыт повторяем, но деревянный цилиндр заменяем стальным. Пламя спиртовки довольно долго лижет бумагу, но она не загорается. Предлагаем проанализировать: что было общего в опытах, в чём различие. Теперь учащиеся (возможно, не сразу и не очень чётко) могут высказать догадку, что по стали тепло распространяется быстро, а по дереву – нет. Остаётся обобщить и уточнить ответы и сформулировать гипотезу: различные тела обладают разной теплопроводностью.
· При изучении темы «Свободное падение тел»: даём тему урока (будем изучать один из частных видов механического движения – падение тел на Землю), предлагаем пронаблюдать за этим явлением. Не откроется ли в нём что-либо замечательное? Отпускаем одно за другим несколько тел с одной и той же высоты на демонстрационный стол и несколько разочарованно замечаем, что ничего интересного не удалось заметить. Но в физике явления часто изучаются методом сравнения. Продолжаем бросать одновременно различные тела: стальной шарик и кусок пластмассы, стальной шарик и кусок пенопласта, стальной диск и кусок картона, и т. д. Что удалось заметить? Тяжёлые тела падают быстрее. Радуемся: это уже что-то интересное! Продолжаем опыт. Бросаем листы бумаги – гладкий и скомканный. Что наблюдаем? Тела, имеющие одинаковую массу, падают неодновременно!
Так ли это? Берём ещё два тела одинаковой массы (кусок пенопласта и гирьку). Отпускаем их с одной высоты. Как они падают? Неодновременно! Рассказываем об опытах Галилея. До него все так и считали, что более тяжёлые тела падают быстрее. Но Галилей рассуждал так: пусть имеются два тела – тяжёлое А и лёгкое В. Свяжем их между собой. Как будет падать это сложное тело А + В? Так как оно тяжелее тела А, то должно падать быстрее, чем тело А. Но, с другой стороны, лёгкое тело В тормозит падение тела А, и поэтому сложное тело должно падать на землю медленнее тела А. В результате он пришёл к противоречию. В чём дело? Галилей нашёл причину. Постараемся и мы её отыскать. Повторяем опыт: бросаем одновременно гладкий лист бумаги и скомканный.
Большинство учащихся обычно безошибочно говорят, что падению мешает воздух. А как это проверить? После обсуждения проблемы показываем опыт с трубкой Ньютона: если в ней есть воздух, тела (пробка, дробина, пёрышко) падают неодновременно, а если он откачан, – практически одновременно. После этого вводим понятие свободного падения, подчёркивая, что при отсутствии сопротивления все тела падают с одной и той же высоты одинаково. Тут же целесообразно подчеркнуть, что тяжёлые тела имеют сравнительно небольшой объём, и в земных условиях воздух существенного влияния не оказывает, поэтому законы свободного падения тел могут быть использованы для описания их движения (именно в этом и состоит практическое значение законов свободного падения). Вспоминаем далее виды механического движения, конкретизируя, к какому виду движения (равномерному или равноускоренному) относится свободное падение. При решении задач используем формулы равноускоренного движения. Заканчиваем урок решением задач.
Проблемное обучение может быть реализовано в виде проблемного изложения материала учителем, когда он на основе созданной проблемной ситуации формулирует проблему и в ходе дальнейшего изложения раскрывает, как искали решение возникшей проблемы, какие выдвигали гипотезы. Какие из них наиболее правдоподобны? Почему? Какие трудности на пути проверки гипотезы? Как их можно преодолеть? Какой вывод можно в результате сделать?
Проблемное изложение используется тогда, когда у учащихся недостаточно знаний для самостоятельного анализа проблемной ситуации, для высказывания гипотез. Например, ученики не могут объяснить противоречие между волновой теорией света и основными закономерностями фотоэффекта. Ведь даже М. Планк, впервые высказавший квантовую идею, не мог в душе смириться с ней и долгое время искал другое, классическое решение задачи теплового излучения. Такой материал целесообразно дать на основе проблемного изложения, а не в виде проблемной беседы. При этом важно, чтобы рассказ учителя не был простым повествованием о том или ином этапе развития науки, а основывался бы на создании проблемных ситуаций или (в крайнем случае) ярко обрисовывал учащимся создавшуюся в науке ситуацию (противоречия между новыми экспериментальными данными и господствовавшими в то время теоретическими воззрениями), знакомил учащихся с выдвигающимися гипотезами, давая их оценку, раскрывая рождение новой концепции и доказательство её истинности.
Проблемную ситуацию можно создать с помощью качественного вопроса. Так, например, при изучении атмосферного давления можно спросить: «Нередко наблюдали, как рыбы, поднятые со дна моря, разрываются. Чем это можно объяснить?» При изучении закона Паскаля: «Если из мелкокалиберной винтовки выстрелить в сырое яйцо, то оно разлетится вдребезги, а если в варёное – образуется просто отверстие. Чем это объяснить?» При изучении гидростатического давления: «Как раньше добывали жемчуг? Почему ныряльщики часто погибали?» При изучении закона Архимеда: «Как плавает верблюд?» (Верблюд ложится на бок – объём вытесненной им воды увеличивается, увеличивается и архимедова сила.) Если бы об этом узнал Архимед, он сказал бы: «Ай да верблюд, ай да молодец!» (Дело, скорее, в том, что лёжа легче сохранять равновесие при длинной шее. – Ред.)
Проблемное обучение не может выступать единственным средством активизации познавательной деятельности учащихся, это требует много учебного времени, да и не всегда возможно. Главное, что учащиеся должны быть подготовлены к самостоятельному решению проблем, т. е. уметь уже более или менее анализировать, синтезировать, абстрагироваться, обобщать, рассуждать (правильно строить умозаключения) и т. д. Нельзя не учитывать и специфику физики как учебного предмета. Овладение языком физики и используемыми в ней приёмами доказательств и рассуждений требует от учащихся определённых (порой значительных) усилий.
Проблемное обучение может применяться вначале эпизодически, с большой помощью учащимся со стороны учителя. А в ряде конкретных учебных ситуаций может оказаться предпочтительным традиционное изложение материала. Хорошее изложение материала, эвристическая беседа, эвристическая лабораторная работа и т. д. учат правильному проведению анализа, обобщения, мыслительных экспериментов и других специфических для физики приёмам мышления.
Литература
Горев опыты по физике. – М.: Просвещение, 1977.
Малафеев обучение физике в средней школе. – М.: Просвещение, 1980.
Маковецкий в корень. – М.: Наука, 1976.
Разумовский творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. – М.: Просвещение, 1976.
Иванова познавательной деятельности учащихся при изучении физики. – М.: Просвещение, 1983.
