Використання проблемних ситуацій на уроках фізики як ефективний засіб розвитку творчих здібностей учнів

Використання проблемних ситуацій на уроках фізики як ефективний засіб розвитку творчих здібностей учнів

З досвіду роботи вчителя фізики                                                                                                                     

 Ланівецької  гімназії

Довгалюк Оксани Євгенівни

Принципова мета освіти полягає у створенні людей, які здатні робити нові речі, а не просто повторювати те, що робили інші покоління – людей творчих, винахідливих, і відкривачів

Жан Піаже

Сучасне суспільство ставить перед освітою нові вимоги. Основне завдання сучасної школи – це формування і розвиток соціально зрілої і творчої особистості, здатної до самовираження, самовдосконалення і самореалізації, майбутніх громадян держави, які здатні самостійно активно діяти, гнучко адаптуватися до мінливих умов життя. Створення такої особистості можливе тільки при активній навчально-пізнавальній діяльності, що сприяє розвитку мислення і творчих здібностей учнів. Одним із методів залучення учнів до активної навчально-пізнавальної діяльності, є проблемне навчання. Його сутність полягає в тому,що учні постійно включаються у процес пошуку рішення нових для них проблем. Завдяки цьому вони набувають навик самостійно здобувати знання, застосовувати раніше засвоєні і опановують досвідом творчої діяльності.

Проблемне навчання починається із створення проблемної ситуації  -  головного засобу активізації розумової діяльності учнів. Потім воно проходить такі етапи:

-         формулювання проблеми;

-         знаходження способів її вирішення;

-         вирішення проблеми;

-         формулювання висновків

Створення проблемної ситуації передбачає залучення учня до такої діяльності, в результаті якої  виявляються факти, що суперечать життєвому досвіду учня, або системі знань яка в нього створилася. Невідповідність, яка при цьому виникає, спонукає учня з’ясувати суть питання, виявити причини невідповідності.

Проблема виникає з аналізу проблемної ситуації, і з’ясування питання, що не так, що суперечить відомому.

Проблемна ситуації викликає появу інтересу до виучуваного питання, залучає учня до активного пізнавального пошуку.

Приклади використання проблемних ситуацій на уроках фізики (з досвіду роботи)

При вивченні теми « Види теплопередачі»(8 клас) перед веденням поняття конвекція ставлю перед учнями запитання: Чому рідини нагрівають знизу?. Попробуємо нагріти воду зверху. В пробірку кидаю кусок льоду, наливаю води і починаю нагрівати воду зверху. Проблемне запитання: Чому зверху вода кипить, а в низу лід не тане? Учні висловлюють свої міркування, проте повної відповіді дати не можуть. Після ведення поняття конвекції діти дають повну відповідь на дане запитання.

При вивченні теми «Розрахунок тиску рідини на дно із стінки посудини»(8 клас)розгляд нового матеріалу починаю з постановки перед учнями пізнавальної задачі. Наливши в акваріум або в будь яку посудину прямокутної форми води, пропоную визначити її тиск на дно. Висловитися повинні всі бажаючі, вчитель разом з учнями обговорюють ці пропозиції, а потім спільно намічають план розв’язання задачі. Спочатку знаходять розміри посудини та висоту рівня води. Потім визначають площу дна, масу та вагу води, і нарешті, тиск. Провівши необхідні вимірювання розв’язують дану задачу. Після цього я ставлю проблемне запитання учням: Як визначити тиск води на дно, якщо площу дна знайти неможливо? Учні активно включаються в обговорення даної проблеми. Після обговорення виводимо формулу тиску рідини на дно.

При вивчені теми «Густина речовини»(7 клас) звертаю увагу учнів на те, якщо взяти два тіла різного об’єму то тіло більшого об’єму буде мати більшу масу(демонстрування) але буває і навпаки, тіло більшого об’єму має меншу масу, а меншого об’єму, більшу масу(демонстрування)Чому це так?

Проблема як можна порівняти речовини?Коли можна твердити, що тіла виготовлені з однієї речовини?

Учні висловлюють свої думки і вкінці приходять до висновку, що тіла будуть виготовлені з однієї речовини, якщо при однакових об’ємах будуть мали одинакові маси.

За якою ознакою можна твердити, що дане тіло наприклад з алюмінію інше з свинцю чи сталі? ( створення проблемної ситуації)

Після цього учнів ділю на групи і пропоную проведення групового експерименту. Учні по групах визначають масу і об‘єм тіл виготовлених з однієї речовини і різних речовин і знаходять масу одиниці об’єму.

Учитель на дошці заповнює таблицю за результатами групової роботи.

Коли можна говорити що тіла виготовленні з однієї речовини? Висновок роблять учні. Після цього водиться поняття густини.

Вивчаючи тему "Будова речовини” в 7 класі після короткої вступної бесіди про те, що усі фізичні тіла займають певний об’єм, ставлю перед учняи   запитання: ”У дві однакові мензурки наливаємо по 40 см3 спирту і води. Який об’єм повинна займати суміш, якщо те, що міститься у двох мензурках, злити в одну?” Учні без коливань відповідають що суміш повинна займати об’єм 80 см3. Потім демонструю дослід: після змішування води і спирту суміші стало менше порівняно з сумою їх об’ємів до змішування. Як пояснити явище, яке ви спостерігаєте? Чому так сталося? Експеримент видається парадоксальним. Проблемна ситуація, яка виникла, сприяє підвищенню пізнавальної активності, й учні висувають свої пропозиції. У ході обговорення можливих варіантів розв’язання даної проблеми, з’являється думка про внутрішню будову речовини.

Іноді завдання або дослід, що створюють проблемну ситуацію, не містять у собі нічого, що наштовхнуло б учнів на висловлення гіпотези. У цьому випадку «підказкою» може служити вміло підібраний допоміжний дослід. Наприклад, при демонстрації досліду зі змішування води і спирту учні не спроможні висловити необхідну гіпотезу: тіла не суцільні, а складаються з часток, між якими є проміжки. Тому доцільно підказати цю думку учням, показавши такий дослід. На дно скляної високої посудини насипати горох (квасоля і т. ін.), а зверху на нього пшоно. Якщо посудину потрясти, сумарний об'єм цих сипких тіл зменшиться.

 Перед вивченням теми «Атмосферний тиск»(7 клас) перед учнями ставлю експериментальне завдання. Наливаю в тарілку води, ставлю в воду 5 копійок і збоку стакан, папір і сірники. Як можна витягнути копійки не замочивши пальців? Після обговорення проводимо відповідний експеримент, але пояснити чому так відбувається учні не в змозі, в них для  цього недостатньо знань. Пропоную пояснити цей експеримент після вивчення теми в кінці уроку.

Вивчення атмосферного тиску починаємо із створення навчальної проблеми. Відомо, що повітря під дією сили тяжіння з пеною силою тисне на поверхню Землі і на всі тіла, що на ній знаходяться. На поверхню тіла людини з боку атмосфери діє сила. Але ми цього не відчуваємо. Як же можна довідатися про існування атмосферного тиску? Відповісти повинні самі учні після демонстрування таких дослідів.

1.  До скляної широкої трубки заздалегідь пристосувати поршень. Це ­ дерев’яний чи металевий стержень, обмотаний на кінці змоченою у воді ватою чи тканиною.

Нижній кінець трубки занурити в посудину з водою. Піднімаючи поршень, продемонструвати піднімання води в трубці (можна взяти шприц).

2.  Із спеціальної трубки викачати повітря, кінець її занурити у воду й відкрити кран внизу на трубці. Вода фонтаном б’є всередину трубки.

3. У стакан  налити води і щільно притиснути аркуш паперу. Перевертаємо стакан, відриваємо руку від паперу – вода не виливається.

Аналізуючи ці три досліди, звертаю увагу учнів на роль рідини, яка за законом Паскаля передає створюваний на неї атмосферний тиск на стінки посудини, в якій міститься. Якщо стінок немає, вода піднімається або б’є фонтаном. Аналогічне явище використано в піпетковій і поршневій авторучках.

При вивченні теми „Коефіцієнт корисної дії механізмів” на закінчення опитування пропоную виконати практичне завдання: визначити виграш у силі, який дають певні інструменти. Для цього учням роздати ножниці звичайні, ножниці для металу, плоскогубці, кусачки (по 1 інструменту кожному). Учні вимірюють плечі (відстань від точок обертання до точок прикладання сил) різних типів інструментів і визначають відношення довжини більшого плеча до меншого. Бажано, щоб учні на практиці могли спробувати розрізати деякі матеріали цими інструментами. Практика показує, що розрізування паперу або тканини досить виграшу в силі в 5-6 раз, а для розрізування металу не менше як 7-8 раз. Цей висновок зроблять учні після практичної роботи.

Проблемна ситуація повинна здаватись такою, що легко розв'язується. Наприклад: тема „Густина” експериментальна задача з дослідження маси двох однакових за геометричними  розмірами предметів, але виготовлених з різних матеріалів; тема „Механічний рух”, введення понять шлях та переміщення, графічна задача на знаходження пройденого шляху та переміщення тіла.

Урок „Сполучені посудини” можна почати з розв’язування такої задачі: Якщо в конічну посудину з приставним дном налити воду, що заповнить об’ємом ABCD, то пластинка AD під дією сили тяжіння відпадає. Чи відпаде пластинка, якщо воду змінити на гирю тієї ж маси.

  Задача викликає суперечливі відповіді. Дискусія, що безперечно виникне, загострить ще раз питання про парадокс Паскаля, дасть можливість викристалізувати правильну відповідь, що в свою чергу сприятиме кращому усвідомленню висновків, зроблених на попередньому уроці. Для деяких учнів знову парадоксально звучить твердження, що кілограмова гиря, поставлена на приставне дно, не зможе його відірвати від посудини, а така сама маса води її відриває. Але, оскільки сила тиску води на дно посудини визначається не силою тяжіння, а величиною тиску, який створює вода, налита в посудину, то дно відпаде, бо в даному разі Fm більша від сили тяжіння 1 кг води чи гирі.

Невичерпним джерелом для створення проблемних ситуацій є історичні матеріали з фізики. Вдало підібрані історичні факти цінні на уроках тим, що саме вони формулюють світогляд у дітей, сприяють розвитку зацікавленості до фізики.

Для створення проблемної ситуації можна використати уривки з науково-популярної літератури. Так, під час вивчення теми ”Магнітне поле Землі. ” використати епізод з роману Жуля Верна ”П’ятнадцятирічний капітан”, де описується, як зловмисник Мегеро непомітно підклав під судовий компас металевий брусок, в результаті чого корабель замість Америки потрапив в Африку.

Ще одним джерелом для створення проблемних ситуацій є міжпредметні зв’язки. Наприклад, вивчаючи поняття теплоємності, запитуємо в учнів, чому клімат взимку біля морів та океанів м’якший та тепліший, ніж у глибині континентів. Школярі мають розв’язати дану проблему, спираючись на знання, які вони отримали раніше. Виявляється, що знань не вистачає, тож учні активно включаються в навчально-пізнавальний процес

Головне завдання вчителя полягає в тому, щоб забезпечити активну діяльність учнів на всіх етапах розв'язку проблеми. 3 різниx шляхів розв'язку проблеми найбільше активізують діяльність і мислення учнів такі:

·         проблемна бесіда;

·         частково-пошукові завдання.

До частково-пошукових завдань належать: завдання на передбачення результатів експерименту, завдання на планування експерименту, завдання на передбачення принципів пояснення дослідів, завдання на передбачення нових наслідків тощо.

Потужним засобом впливу на підвищення пізнавальної активності учнів, у тому числі й на створення проблемної ситуації, є демонстраційний експеримент. В. О. Сухомлинський писав, що головне, щоб учень одночасно бачив, спостерігав і робив. Де є ці три речі, там є жива думка, яка загострює розум.

Проблемне навчання передбачає організацію пошукової діяльності учнів, оволодіння знаннями на основі активної розумової діяльності учнів, а також оволодіння методами добування знань.

Для здійснення проблемного навчання необхідно:

-  наявність в навчальному матеріалі задач, питань, завдань, що можуть бути проблемами для учнів;

-  уміння вчителя створити проблемну ситуацію;

-  поступовий розвиток в учнів умінь формулювати проблему та самостійно знаходити способи її розв'язання;

- спеціальна підготовка вчителя до уроку, спрямована на виділення в навчальному матеріалі проблемних питань.

Застосовуючи на уроках елементи проблемного навчання наглядно переконуюся, що в учнів підвищується інтерес до фізики, виникає позитивна мотивація до навчання а це в свою чергу веде до підвищення якості знань учнів.