Нетрадиционные методы обучения в классическом образовании

Н. В. РОМАНОВА

НЕТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ

В КЛАССИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

Интеллектуальное развитие общества, его информатизация проникает во все сферы человеческой деятельности, в том числе и образовательную. Эти процессы требуют обновления классического образования, под которым понимается совокупность взаимосвязанных средств, методов и приемов, необходимых для создания организованного, целенаправленного педагогического влияния на формирование личности обучаемого. Сегодня одной из основных дидактических задач является воспитание человека нового типа, способного к решению нестандартных проблем, умеющего видеть их возникновение, умеющего осуществлять поиск различной информации для решения возникающих проблем, самостоятельно на определенном этапе обучения создавать новые знания.

Возникшая проблема в системе образования не может быть решена с помощью традиционных методов обучения, в частности, при обучении физике. Необходимо внедрение нетрадиционных методов обучения, например, таких как проблемно-исследовательский, использование компьютерно-ориентированных технологий и другие. Среди множества различных методов обучения для формирования личностно – ориентированного образования, на наш взгляд, можно выделить именно проблемно-исследова-тельский. Основное различие между проблемно-исследовательским и традиционным обучением состоит в целях, методах и принципах организации учебного процесса. Цель проблемно-исследовательского обучения – усвоение не только основ наук (как в традиционных методах обучения), но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие продуктивного мышления школьников, их познавательных и творческих способностей.

Принцип поисковой, учебно-познавательной деятельности лежит в основе организации проблемно-исследовательского метода обучения. Проблемно-исследовательский метод обучения предполагает оптимальное сочетание репродуктивной и продуктивно-творческой деятельности школьников по усвоению системы научных понятий, методов исследования, способов логического мышления.

Для того чтобы понять суть проблемно-исследовательского метода обучения и успешного применения его на практике необходимо выявить суть нескольких приемов – проблемно-исследовательский эксперимент и система творческих заданий. Рассмотрим основные психолого-педагогические категории, понятия и механизм действия этих приемов.

По определению «учебную проблему можно определить как задачу (вопрос, задание), вызывающую у ученика познавательное затруднение, решение которой не может быть достигнуто по известному ученику образцу (схеме, алгоритму), оно требует от него самостоятельного, нестандартного мышления и разрешения. Это дает ему новое значение обобщающего характера (новую закономерность), новый способ действия, выявление общих условий при которых действует определенная закономерность».

В психологии и педагоге существуют несколько характерных признаков проблемной ситуации. Одним из таких признаков – состояние интеллектуального затруднения, который является основой проблемно-исследовательского метода обучения. Второй характерный признак – создание противоречивой ситуации при обучении физике, т. е., когда знания и умения, которыми владеет ученик, противоречат тому, что необходимо для понимания объяснения и решения данной проблемной задачи.

Основными понятиями принципа (метода) проблемного обучения являются «проблемная ситуация», «проблема», «проблемная задача».

Остановимся конкретно на проблемной задаче. Каждая проблема, не указывает направления решения и не ограничивает его. Проблема с указанием каких-либо параметров ее решения представляет проблемную задачу. Всякая проблемная задача содержит проблему и, следовательно, проблемную ситуацию, но не всякая проблемная ситуация и проблема составляют задачу. Человек решает всегда только проблемные задачи. Когда перед ним возникает проблема, он ее переводит в проблемную задачу, то есть в фонде знаний находит некоторые исходные параметры для ее решения. При неудаче он ищет иные исходные параметры, и конструирует новые варианты задачи в рамках той же проблемы.

В условиях проблемно-исследовательского обучения важна правильная постановка учителем проблемы, с целью мотивации учеников к воспроизведению в памяти известной информации; к действию репродуктивного характера; стимулированию продуктивного мышления, в результате которого учащиеся открывают новое знание и умение.

Следует выделить условия, при которых вопрос может стать проблемным. По мнению , «вопрос должен иметь логическую связь с ранее усвоенными понятиями и теми, которые подлежат усвоению в данной ситуации, он должен содержать в себе познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызвать неудовлетворенность при сопоставлении нового с ранее изученным и имеющимся запасом знаний, умений и навыков».

Суть проблемно-исследовательского метода обучения заключается в том, что учащиеся, осознав проблему, сами намечают план поиска, строят предположения, обдумывают, сравнивают, ведут наблюдения, делают выводы обобщения. Исходя из приведенных условий и понятий, проблемно-исследовательский метод обучения является мощным средством формирования продуктивно-творческого мышления и мотивации к познавательной деятельности.

И сущность проблемно-исследовательского метода обучения сводится к тому к тому, что учитель вместе с учащимися формирует проблему, разрешению которой посвящается отрезок учебного времени; знания учащимся не сообщаются по образцу, они сами самостоятельно добывают их в процессе разрешения (исследования проблемы), при сравнении различных вариантов получаемых ответов. Средства для достижения результата также определяются самими учащимися. Деятельность учителя сводится в данном случае к оперативному управлению процессом решения проблемной задачи. Учебный процесс характеризуется высокой интенсивностью, учение сопровождается повышенным интересом к изучаемому предмету, полученные знания отличаются глубиной, прочностью, системностью. Если говорить о функциональности этого метода в учебном процессе, то в функциональном плане проблемно-исследовательский метод – многофункционален. Он:

- организует творческое усвоение знаний, т. е. учит применять известные знания для решения проблемных задач и добывать новые в результате такого решения;

- обеспечивает овладение методами научного познания в процессе деятельности по поиску этих методов;

- является условием формирования интереса, потребности в мыслительной деятельности,

формирует черты творческой деятельности, развивает продуктивное мышление.

При использовании проблемно-исследовательского метода в обучении всегда присутствует механизм обнаружения нового с психологической точки зрения.

Для того чтобы сформулировать и решить учебную задачу, возникающую в проблемной задаче даже в простом варианте, ученик должен самостоятельно пройти необходимые этапы умственной деятельности. Это – наблюдение и изучение фактов и явлений; выяснение непонятных явлений, подлежащих исследованию (постановка проблемы); выдвижение гипотез; построение плана исследования; осуществление плана выяснения связей изучаемого явления с другими; формулировка решения и объяснения проблемы; проверка решения; практические выводы о возможном и необходимом применении добытых знаний. В этом случае деятельность учащихся должна быть самостоятельной.

Задача учителя, состоит, прежде всего, в построении такой совокупности заданий, которая бы обеспечивала продуктивное применение учащимися основных знаний. Существуют определенные формы заданий.

Формы заданий при проблемно-исследовательском методе могут быть различными и разной сложности, либо задания качественного характера, требующие от учащихся сию минутного ответа, на поставленную проблему, например: «Почему сильный ветер летом чаще ломает деревья, чем зимой?», «Можно ли поднять тело с Земли, приложив к нему силу, равную силе тяжести?», либо количественного характера, например: «Определить массу шара, если при столкновении с шаром массой 1кг он получает ускорение 2 м/с2. Ускорение движущегося шара 4м/с2.»

Решение: при взаимодействии тел имеем – а1/а2=m2/m1 отсюда следует, что m2= а1.m1/а2 . m2= 2кг. Либо какого-то обобщения после изучения определенных тем. Например, при изучении тем: «Электрический ток в различных средах», принципа относительности Галилея, закона электромагнитной индукции.

В связи с этим проблемно-исследовательские задания должны представлять собой как небольшие поисковые задания качественного характера, так и исследовательские, требующие прохождения всех или большинства этапов процесса исследования.

Например:

1. Сосуд с жидкостью движется горизонтально с ускорением. Что произойдет с поверхностью жидкости?

Ответ: останется горизонтальной, наклонится под углом к направлению движения, наклонится под углом против направления движения.

Или, например, более сложные задания, решаемые по этапам:

1. Как изменится давление газа при увеличении его объема в 2,4 раза? При этом средняя скорость движения молекул остается неизменной.

1 этап. Так как средняя скорость движения молекул осталась неизменной, то Т=const, следовательно – процесс изотермический.

2 этап. При увеличении объема газа число столкновений молекул газа со стенками сосуда уменьшается.

3 этап. На основании уравнения PV = m / RT следует, что давление газа уменьшится во столько же раз, т. е. либо в 2, либо в 4 раза.

2. Имеем замкнутую рамку, перемещающуюся равномерно и прямолинейно в однородном магнитном поле; а)перемещающуюся прямолинейно и ускоренно; б)вращающуюся в магнитном поле. В каких случаях  возникнет  индукционный ток?

1 этап. На основании законов Фарадея в первых двух случаях магнитный поток Ф не изменяется, т. е. равен 0.

2 этап.  Значит, индукционный ток в замкнутой рамке не возникает.

3 этап. При вращении замкнутой рамки Ф изменяется и не равен 0.

4 этап. Следовательно, в третьем случае индукционный ток может возникнуть, при определенных условиях.

5 этап. Если линии магнитной индукции не параллельны плоскости рамки и не перпендикулярны к ней во время вращения.

Исходя из приведенных примеров, на базе психолого-педагогических исследований можно выявить уровни познавательно-продуктивной деятельности учащихся.

Школьная практика показывает, что при классно-урочной форме обучения, при использовании проблемного метода обучения, учитель организует деятельность учащихся главным образом на  уровне познавательно-продуктивной деятельности обучаемых. Не следует при этом недооценивать и переоценивать возможности учащихся. Нужно помнить, что, по возможности каждый ученик должен увидеть в изучаемом им предмете непознанные и нерешенные вопросы, поставить и сформулировать дальнюю главную проблему необходимо так, чтобы она побудила их творческие силы.

Проблемно-исследовательский метод обучения с помощью специальных конструкций проблемных задач не только развивает продуктивное мышление, но и учит отдельным процедурам творческой деятельности. В одном случае учащиеся учатся видеть проблемы, в другом – строить доказательство, в третьем – делать выводы из представленных фактов, в четвертом – высказывать предположения, в пятом составлять план проверки решения.

Так как физика наука экспериментальная и физический эксперимент является неотъемлемой частью при обучении физике в школе, на наш взгляд, наиболее целесообразным представляется использование демонстрационного физического эксперимента при проблемно-исследовательском методе обучения.

При этом выделяют 4 важных дидактических формы постановки демонстрационного физического эксперимента – иллюстративную, репрезентативную или (комбинированную), фантологическую или (мысленный эксперимент) и исследовательско-экспериментальную. Каждая из этих форм различным образом активизирует мыслительный процесс и дает возможность эксперименту занять на уроке вполне определенное место.

В данном случае особый интерес представляет исследовательская форма постановки демонстрационного физического эксперимента. Рассмотрим ее специфические особенности.

Демонстрационный эксперимент, поставленный в форме исследования проблемы, позволяет формировать у учащихся обобщенные экспериментальные умения. Для этого учащимся предлагают некоторые алгоритмические предписания, в частности, детализация и стилистическое оформление, которые меняются в зависимости от их возрастных особенностей и степени подготовленности к такой работе. В связи с этими предписаниями, деятельность учащихся стоит организовать так, чтобы она включала в себя ряд соответствующих факторов: постановка и осмысливание целей исследования, выдвижение и обоснование гипотезы, которую следует проверить с помощью эксперимента; условий, необходимых для его постановки; проектирование и создание экспериментальной установки, планирование хода эксперимента; конкретное осуществление этого плана, наблюдение за ходом эксперимента и фиксирование результатов измерений, оформление и приведение в систему данных эксперимента, их анализ и формирование выводов, прогнозирование (в некоторых случаях) дальнейшего теоретического и экспериментального этапа познания данного физического явления.

Исследовательская форма постановки демонстрационного физического эксперимента является мощным средством развития интереса к предмету, подготовки учащихся к самостоятельной творческой работе.

Такой подход к постановке демонстрационного физического эксперимента отличается от традиционного. Учитель в данном случае вначале показа демонстрационного эксперимента создает проблемную ситуацию (задачу), а далее, в зависимости от имеющихся у учащихся знаний и умений, и в зависимости от уровня проблемного обучения, проходят все этапы решения поставленной задачи проблемно-исследовательским методом.

Проблемно-исследовательский демонстрационный эксперимент является частным случаем проблемно-исследовательского метода обучения, когда проблемные ситуации возникают в ходе демонстрационного эксперимента. При этом учащимся легче сформулировать и решить проблемную задачу т. к. вместе с абстрактно-логическим мышлением у них работает и наглядно-образное представление.

Проблемно-исследовательский демонстрационный эксперимент развивает высший уровень продуктивного мышления учащихся.

Например, имеем тело, подвешенное на нити, линейка и часы (секундомер).

1. Задание. Определить и вычислить период и частоту колебаний тела подвешенного на нити (математического маятника).

Далее усложняем проблемную задачу.

2. Задание. Повторить опыт, уменьшив длину нити маятника в 2 раза, 4 раза. Выяснить, что происходит с периодом и частотой колебаний?

3. Задание. Сделать вывод о зависимости периода и частоты колебаний маятника от длины нити.

4. Задание. Какими видами энергий обладает тело, подвешенное на нити? Происходит ли переход энергий при колебаниях маятника?

5. Задание. Объяснить, каким образом в данном опыте используется закон сохранения энергии.

Таким образом, с помощью простого натурного демонстрационного эксперимента возможно решить проблемные задачи различных уровней сложности.

______________________

1. Карпук обучение физике в процессе решения задач // Физика: проблемы обучения. – 2002. – №1. – С. 21-29.

2. Романова мышление и конструктивные умения студентов (на примере демонстрационного физ. эксперимента): дис. … канд. пед. наук. – Саратов, 1997.

3. Теория и методика обучения физике в школе. Общие и частные вопросы. // Под. ред. . – М., 2000.