Стаття "Ефективність технології проблемного навчання на прикладі викладання фізики вчителем ОРЛ Віктором П.А"

«Ефективність технології проблемного навчання на прикладі викладання фізики вчителем ОРЛ Віктором П.А

«Завдання школи та мене як вчителя – навчити людей думати. Необов'язково про фізику, просто фізика – чудовий предмет для цього. Вона вчить думати в умовах, коли задача не поставлена чітко»

Павло Віктор

А щоб розвивати творче мислення потрібно в ході навчання створювати такі пізнавальні ситуації, які змушуватимуть учнів вести активний пошук розв’язку суперечності між знанням і пізнанням. Ось чому останнім часом в практиці навчання фізики все більше поширюється проблемне навчання.

У педагогіці ідея проблемності не нова, хоча сам термін «проблемне
навчання» порівняно недавно увійшов до її термінології. Хоча основи і практика використання знаходяться в стадії розробки. Теоретичною основою проблемного навчання є закономірності творчого пізнавального процесу. А саме: при проблемному навчанні діяльність учнів намагаються організувати згідно логіки розвитку творчого пізнавального процесу:

1. Створюють проблемну ситуацію, аналізують її і в ході аналізу підводять учнів до думки про необхідність вивчення певної проблеми.
2. Включають учнів в активний пошук рішення проблеми на основі засвоєних знань і мобілізації пізнавальних здібностей. В ході пошуку висувають гіпотези і здогадки, які піддають аналізу, для того, щоб знайти найбільш раціональний розв’язок.
3.  Передбачуване рішення проблеми перевіряється або теоретично або практично. Проблема розв’язується і на основі розв’язку робиться висновок, який містить в собі нові знання про об’єкт, що вивчається. У процесі розв’язання проблеми виявляється необхідність дослідження інших сторін чи властивостей об’єкту. В результаті учні здобувають деяку систему знань.

«Коли Ви вивчаєте фізику – починаєте бачити красу у звичайних явищах. Навіть можете пояснити, чому, наприклад, небо блакитне, чи природу виникнення блискавки. Для людини, яка цього не розуміє, блискавка – жахливий спалах, а фізик бачить у ньому фізичне, електричне, теплове, звукове та магнітне явища. Адже фізика вчить із складних явищ виділяти прості, а потім вивчати їх у зручних умовах. Знання з фізики – це ваш зір та слух. Органи чуттів, які дозволяють бачити та чути те, чого не помічають інші», – каже Павло Віктор.

Важливий та відповідальний етап проблемного навчання – створення проблемної ситуації. Головним засобом для цього є проблемні питання, однак, на уроках фізики з цією метою можна використовувати демонстраційний та уявний експеримент, фронтальні досліди, експериментальні завдання тощо. Для успішної постановки проблеми, вона повинна містити пізнавальні труднощі та видимі межі відомого та невідомого, викликати почуття здивування при зіставленні нового з невідомим та незадоволеність наявним запасом знань, умінь та навичок.

• Проблемні питання для стимулювання мислення

Наприклад, вивчаючи агрегатні стани речовини Павло Віктор, на своєму відео уроці демонструє тверді тіла та речовину(воду) яку переливає з однієї посудини в іншу. Після обговорення спостереження. Задає питання: «Чому вода приймає форму посудини, а тверді тіла зберігають при цьому свою власну форму?» І щоб учням відповісти на це питання, потрібно «зазирнути в середину цих тіл», тобто згадати МКТ.

Тобто, проблемні завдання не обов’язково мають бути важкими для учня, а інколи потрібно створити легку ситуацію, щоб учень розв’язавши її, повірив у себе та свої сили й отримав радісну емоцію успіху. Це його стимулюватиме у вивченні фізики.

При проблемному вивченні нової теми вчитель частину програмного матеріалу пояснює сам, формулює пізнавальну проблему, яку потрібно вирішити під час уроку, та пропонує учням прочитати у підручнику інформацію, що  доповнює його розповідь (це, можливо параграф, чи вибіркові місця з нього). Тут вчитель ставить перед учнями низку питань, які можуть знайти у тексті. Далі учням пропонується відповісти на проблемне питання, висунуте на початку уроку, зіставивши розповідь вчителя та матеріал підручника.

При проблемному викладі рекомендується розділяти матеріал на окремі логічно пов'язані частини. Після викладу кожної частини слід дати можливість учням поставити запитання.

•   Пошукова розмова (евристична розмова)

Сенс пошукової бесіди – залучення учнів до вирішення проблем, що висуваються на уроці, за допомогою підготовленої заздалегідь вчителем системи питань.

Приклад вивчення питання про тиск газу.

Домашнє завдання до такого уроку включає повторення питання про відмінність у молекулярному будову речовин, що у різних агрегатних станах.

1 етап – актуалізація наявних в учнів знань, підготовка основи побудови розмови.

Вчитель. Тіло зберігає об'єм, але легко змінює форму. В якому стані

знаходиться речовина, з якої складається тіло?

Учень. Це рідина.

Вчитель. Чи можна газом заповнити половину судини. Відповідь обґрунтуйте.

Учень. Не можна. Молекули газу рухаються вільно, і тому гази заповнюють весь обсяг судини.

Вчитель. Порівняйте твердий і газоподібний стан речовини, назвавши характерні властивості і давши їм пояснення.

Учні. Проводять порівняння.

Вчитель. Минулого уроку ми говорили про тиск, який чинять на опору тверді тіла, про значення тиску в природі та техніці. А гази, про які ми щойно казали, мають інші властивості та іншу молекулярну будову, - чи чинять вони тиск на стінки посудини?

Це питання проблемне, відповідь не міститься у колишніх знаннях, і цьому етапі являється чинником для постановки навчальної проблеми.

Після демонстрації досвіду розмова продовжується.

Вчитель. Чому спостерігається роздування камери?

Це питання проблемне. Воно викликає інтелектуальну скруту. Учні мають здогадатися, що ми спостерігаємо. Це важко зробити.

Тоді учитель продовжує.

Вчитель. Чи є молекули всередині камери?

Як можна пояснити збереження форми камери до відкачування повітря?

Як пояснити розширення  камери при відкачуванні повітря?

І так далі…

Особливо ефективний цей метод на початковому етапі вивчення фізики. Він дозволяє підтримувати інтерес до проблеми дослідження та стимулювати мислення при поясненні нового матеріалу.

• Проблемне вивчення фізичних явищ

Схема вивчення фізичних явищ

1. Спостереження явища.

Зазвичай спостереження явища здійснюється з допомогою демонстраційних дослідів. Вчитель має поставити перед учнями певні завдання. Наприклад, помітити характерні особливості та пояснити їх.

2. Виявлення характерних рис явища
3. Встановлення зв'язків цього явища з іншими раніше вивченими та пояснення природи явища.
4. Введення нових фізичних величин і констант, що характеризують явище, що вивчається.
5. Встановлення кількісних закономірностей, які стосуються аналізованого явища.
6. Практичне застосування явища: пояснення природних явищ, застосування в техніці, застосування під час вирішення завдань та виконання лабораторно – практичних робіт.

• Проблемне вивчення фізичних законів

Фізичні закони, що вивчаються у школі, за способом встановлення, можна розділити на групи:

• закони, що встановлюються експериментально;
• закони, що встановлюються теоретично.

Приклад

Можна провести досліди з кулею Паскаля, а потім сформулювати проблемне питання: чому виникають струмені рідини, адже поршнем подіяли на воду в циліндрі; чому довжина струменів однакова; чому струмені вириваються з усієї поверхні кулі?

• Проблемне навчання під час використання фізичного експерименту

Розглянемо приклад створення проблемної ситуації на уроці фізики «Плавання тіл» у 7 класі.

Перед учнями знаходиться посудина з водою, у яку по черзі занурюють: дерев’яний брусок, пінопласт та стеаринову свічку.

У першому випадку тіло на половину занурене у рідину, у другому – знаходиться на поверхні, а у третьому – майже повністю занурене у воду.

Запитання: Чому тіла поводиться по-різному? Від яких факторів залежить поведінка тіл у рідині?

Учні пропонують багато версій, але не всі вони відображають суть, тому самі учні вибирають найдоказовіші з усіх.

• Проблемний експеримент учнів як засіб вивчення нового матеріалу

Приклад

Під час вивчення архімедової сили учням пропонують такі завдання.

• Основні:

Дослідити залежність сили, що виштовхує, від: об'єму тіла; густини рідини.

• Додаткові:

Дослідити, чи залежить виштовхувальна сила від: густини тіла; форми тіла; глибини занурення.

Якщо обсяг матеріалу дуже великий, можна проблемний експеримент розділити на диференційовані завдання. Клас поділяється на групи. Кожен учень повинен зрозуміти свою частину завдання, і що потрібно дослідити.

• Проблемне навчання під час вирішення фізичних завдань

Вирішення завдань займає важливе місце і є однією з найефективніших форм вивчення та закріплення теоретичного матеріалу та розвитку мислення. Проблемність навчання під час вирішення фізичних завдань передбачає систематичне застосування у процесі навчання творчих завдань, завдань – проблем.

Проблемна чи творча задача – це завдання, у якому сформульовано певну умову , яка виконується з урахуванням знання фізичних законів, але у якій відсутні будь-які прямі і непрямі вказівки на ті фізичні явища, законами яких слід скористатися під час вирішення цього завдання.

Завдання: Автобус рухається дорогою зі швидкістю 72 км/год протягом
2 годин. Який шлях він пройде?

Дана задача не викликає труднощів у учнів, після її розв’язання їм пропонується змінити умову, щоб шуканою величиною була швидкість або час.

Далі пропонується учням замінити об'єкт руху в задачі, виходячи із реальної ситуації. Для цього учні можуть користуватися таблицею швидкостей у підручнику.

Проблемні завдання дозволяють учню навіть зі слабкими обчислювальними навичками як відчути складність фізичних явищ, так і зрозуміти їх суть, спонукати його до самостійного вирішення проблеми, її осмислення, спробувати поставити себе місце винахідника, відчути задоволення від інтелектуальної праці. Такі завдання дозволяють учням зіставити отриманий ними результат із раніше вивченим матеріалом, зробити висновки, замислитися.

Прикладом таких завдань можуть бути такі:

Завдання 1: Визначити опір реостату, здійснивши необхідні вимірювання та розрахунки (кількість витків, площа поперечного перерізу дроту, радіус керамічної основи).

Завдання 2: Наелектризувати різні два електроскопи, не торкаючись до них зарядженим тілом.

Завдання 3: Дано електродзвінок постійного струму, гальванічний елемент, дроти. Як з'єднати дроти, щоб замикання ланцюга викликало лише один удар молоточка об дзвінкову чашку?

Вирішення таких завдань дослідним шляхом дає можливість учням вивчені закономірності застосувати до аналізу реальних явищ.