Проблемні ситуації на уроках фізики

Проблемні ситуації при вивченні фізики

Виклики сьогодення та стрімкі зміни в суспільстві формують потребу насамперед в людях освічених, здатних вільно орієнтуватися в сучасних реаліях, успішно оволодівати новими технологіями,  швидко пристосовуватися до нових умов життя, самостійно приймати рішення, шукати та знаходити шляхи розв’язання проблем, комунікувати, співпрацювати та спілкуватися. В зв’язку з цим нові вимоги постають й перед освітою. Стандартної бази знань, що її раніше забезпечувала освіта, стає недостатньо для формування сучасної особистості, тому замість традиційного формування знань, умінь та навичок наразі найбільшої актуальності набувають нові компетентності, спрямовані на формування практичних навичок, умінь здобувати знання та застосовувати набуті знання в реальному житті. Освіта сьогодні, і, насамперед, шкільна, спрямовується на формування й розвиток нових якостей особистості, що дадуть можливість людині стати успішною та конкурентоздатною у сучасному світі, інтегрованому у європейський простір, вільно орієнтуватися у великому потоці інформації, критично його осмислювати, працювати з великою кількістю різноманітних джерел інформації.

Є така китайська мудрість: «Дайте людині рибу, і вона буде ситою кілька днів; навчіть людину рибалити, і вона буде ситою все життя». Одним із завдань вчителя сьогодні має бути не прагнення дати якомога більше готових знань, а навчити дитину «рибалити», тобто, оцінюючи реально власні потреби і можливості, здобувати знання самостійно.

Фізика – унікальна в цьому сенсі наука. По перше, це одна з наук, що найбільше пов’язана з  навколишнім світом і реальним життям. По друге, фізика дає чудові можливості саме для розвитку учня, для формування наскрізних в усіх ключових компетентностях умінь. Тому вивчати фізику слід не для того, щоб набути готову базу знань і запам’ятати її на все життя, не для того, щоб стати видатними вченими, а для того, щоб навчитися думати, мислити, знаходити компроміси,  аналізувати та приймати рішення, співставляти, робити висновки, не боятися висловлювати власні думки, не боятися помилитися, уміти відстоювати свої інтереси тощо.

Однією з актуальних проблем в цьому контексті є проблема залучення учнів до пізнавальної навчальної діяльності, яку можна реалізувати шляхом створення на уроках проблемних ситуацій.

Проблемною вважають ситуацію, що виникає в процесі виконання завдання, для якого немає готових розв’язків, яке вимагає засвоєння нових знань та пошуку нових способів дій. В процесі вирішення протирічь, що лежать в основі проблемної ситуації, в учнів формуються такі прийоми мислення, як уміння аналізувати, виділяти головні та другорядні ознаки, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки тощо. Для того, щоб проблемне навчання було успішним, воно має бути систематичним, тобто на кожному уроці учні повинні вирішувати яку небудь проблему (усно, письмово, практично). Проблемні ситуації можна створювати на основі фізичних парадоксів, фізичних загадок, результатів фізичного експерименту чи результатів розв’язаних задач, фактів з історії фізичних відкриттів чи життєвих ситуацій на різних етапах уроку: при вивченні нового матеріалу, при закріпленні знань, під час контролю тощо. Але, головне, щоб ці проблеми були посильними для учня, щоб спиралися на наявні в нього досвід і знання, мали логічний зв'язок з матеріалом, що вивчається.

Проблема, яку мають вирішити учні, може поставати у вигляді проблемних питань, проблемних задач чи експериментів.

Велику частину матеріалу, що вивчається, можна представити у вигляді проблемних запитань. Не кожне запитання може бути проблемним, але кожне запитання можна перетворити у проблемне. Наприклад, при вивченні теми «Кипіння» учням 8 класу пропонується таке питання: «Від чого залежить температура кипіння рідини?». Сформульоване таким чином питання рідко викликає інтерес учнів. А запитання, чи може вода кипіти при кімнатній температурі, є вже більш цікавим. А якщо його доповнити ще дослідом зі шприцом, це викличе здивування більшості учнів. Як в першому випадку, так і в другому результатом буде пошук чинників, від яких залежить температура кипіння рідини, але друге запитання активізує пізнавальну активність, викликає цікавість, залучаючи учнів до активного пошуку відповіді.

Дуже часто до однієї теми можна добирати цілу низку проблемних запитань. Наприклад, при вивченні теми «Сила Архімеда» у 7 класі замість запитання «Від чого залежить виштовхувальна сила?» учням можна запропонувати питання «Чому маленька металева кулька тоне у воді, а величезний корабель – ні?». Щоб відповісти на це питання, вони мають познайомитися з поняттям виштовхувальної сили та з’ясувати, від чого вона залежить. Далі їм можна поставити питання: «Чи діє на маленьку кульку виштовхувальна сила?», «Якщо так, то чому вона тоне?» тощо.

Взагалі, проблемним буде питання, яке вимагає не констатації факту чи «сліпого» відтворення матеріалу, не містить готової відповіді, а спонукає учнів до роздумів, порівнянь, аналізу. Проблемні запитання найчастіше починаються зі слів: «Чому...», «Чим пояснити ….», «Як...», «Яким чином...»,  «У якому випадку...», «Чи можна...»,  «Чи залежить...», «Чи буде..» тощо.

При вивченні сили Архімеда учням можна запропонувати таке питання: «Є дві однакові посудини, заповнені до верху водою. В одній з них плаває дерев’яний брусок. Яка з цих посудин більш важка?». Одні учні вважають, що більш важкою буде посудина з бруском, адже  там є додаткова речовина. Інші можуть сказати,  що важчим буде посудина без бруска, тому що вони заповнені водою до верху, а густина дерева менша за густину води. Зважування посудин показує, що їх вага однакова. Чому? Це вже буде проблемна задача і її розв’язання  приводить до встановлення закону плавання тіл.

Проблемні задачі можуть бути як якісними, так і кількісними, графічними, задачами-малюнками, творчими, задачами, що містять надлишкові або недостатні дані, задачами з невизначеністю, зі свідомо допущеними помилками, задачами з суперечливими даними тощо.

Надзвичайно ефективними і цікавими засобами створення проблемних ситуацій є фізичні експерименти: демонстраційні досліди, фронтальні досліди, лабораторні роботи, домашні експерименти. Наприклад, при вивченні теми «Заломлення світла» у 9 класі на початку уроку можна показати учням досліди з «заломленням» трубочки у воді, з «невидимою» монетою та ін. і запропонувати пояснити побачене. Такі демонстрації є своєрідним поштовхом до активної мисленнєвої та пізнавальної діяльності учнів.

В умовах дистанційного навчання на допомогу вчителю приходять відеодосліди та віртуальні лабораторії. Наприклад, при вивченні послідовного та паралельного з’єднання провідників у 9 класі учням пропонується самостійно висловити припущення щодо сили струму та напруги на різних ділянках кола, а потім свої припущення перевірити експериментально згідно зі схемами, користуючись віртуальною лабораторією.

При вивченні світлових явищ у 9 класі учням дається завдання: знайти кут заломлення при переході світла зі скла в повітря, якщо кут падіння становить 10^о (для першого варіанта), 30^о (для другого варіанта), 50^о (для третього варіанта). Розв’язуючи задачу, учні третього варіанта зіштовхуються з проблемою: sinβ=1,3, а значення синуса не може бути більше одиниці. Щоб пояснити одержаний результат, учні за допомогою віртуальної лабораторії «Геометрична оптика» досліджують, як змінюється кут заломлення при переході світла зі скла в повітря, і з’ясовують, що для кутів, більших за 40^о настає повне внутрішнє відбивання і використання другого закону заломлення в цьому випадку  некоректне. Такі завдання можна використовувати для усвідомлення суперечностей між експериментальними результатами та їх теоретичним обґрунтуванням.

Таким чином, застосування різних методів та засобів створення проблемних ситуацій сприяє розвитку пізнавальної активності та активізації пізнавального процесу, підвищує навчальну мотивацію, сприяє формуванню в учнів особистої точки зору, розвиває самостійність, що приводить до формування здатності творчо та критично мислити, користуватися набутими в процесі діяльності знаннями, навичками та уміннями, стимулює інтерес до нових знань і використання цих знань у конкретній практичній діяльності, сприяє формуванню активної, творчої особистості.

 Створення різноманітних проблемних ситуацій на уроках фізики дає можливість не тільки забезпечити активізацію пізнавальної діяльності учнів, але й створює умови для ефективного формування ключових компетентностей, задоволення пізнавальних потреб та інтересів в процесі засвоєння змісту загальної освіти, що сприяє досягненню загальної мети базової середньої освіти.

Використані джерела

1. http://uzingimnazium.at.ua/avatar/dokymentu/2014-15/metodichna_rozrobka_problemne_navchannja_jak_zasid.doc
2. Малафеев Р.И. Проблемное обучение физике в средней школе: Из опыта работы. Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1980
3. Мостова Н.В. «Проблемне навчання фізиці як ефективний засіб розвитку творчої активності учнів», Методична розробка. Миколаїв: НМЦ, 2011
4. Оконь В. Основы проблемного обучения. М., «Просвещение», 1968