"Проблемное обучение и его использование на уроках физики"
учебно-методический материал по физике

Проблемное обучение и его использование на уроках физики

 (выступление на заседании ШМО учителей естественных дисциплин

МБОУ «Осинская СОШ №1», ноябрь 2022 г.)

       Ни для кого не является секретом, что  большая часть школьников относятся к физике не совсем позитивно. Считают, что физика – это слишком сложный предмет, что ее понять практически невозможно, что физика – это одни формулы и законы, а если уж дело доходит до решения задач, то это совсем темный лес. Статистика неумолимо свидетельствует о том, что число выпускников сдающих ЕГЭ и ОГЭ по физике за последние годы уменьшилось почти в 2 раза. Да и средний общероссийский балл ЕГЭ по физике заметно ниже аналогичного балла по русскому языку или той же информатики.

       Одним словом, ситуация с изучением физики оставляет желать лучшего. Как же пробудить интерес к физике? Какие технологии помогут возродить интерес к изучению интереснейшего и очень важного предмета?

       Говорят, что новое – это далеко забытое старое. Считаю, что классическое проблемное изучение физики поможет понять предмет лучше и самое важное, поднимет интерес к его изучению.

       На чем же основано проблемное обучение? Его можно представить в виде нескольких этапов.

       Этап 1. Организация проблемной ситуации

       Этап 2. Формулирование проблемы

       Этап 3. Оказание учащимся помощи в решении проблемы

       Этап 4. Проверка предложенных решений

       Этап 5. Систематизация и закрепление приобретенных знаний

       Можно применять несколько иной подход:

     1.  Создают проблемную ситуацию, анализируют её и в ходе анализа подводят учащихся к необходимости изучения определенной проблемы.

      2.  Включают учащихся в активный поиск решения проблемы на основе имеющихся знаний и мобилизации познавательных способностей. Выдвигаемые в ходе поиска гипотезы и догадки должны подвергаться анализу, с тем, чтобы найти наиболее рациональное решение.

      3.  Предполагаемое решение проблемы проверяется иногда теоретически, но чаще экспериментально. Проблема решается, и на основе этого решения делается вывод, который несёт в себе новое знание об изучаемом объекте.

      На уроках физики можно для создания проблемных ситуаций использовать три типа противоречий:

      1.  противоречия между жизненным опытом учащихся и научными знаниями; 

       2.  противоречия процесса познания, противоречия между ранее полученными учениками знаниями и новыми);

       3.  противоречия самой объективной реальности.

       Вопрос для 11 класса: «Какими способами передаются воздействия одного тела на другое?» (например, как можно заставить звучать гитарную струну). После обсуждения приходим к выводу, что возможны только два способа передачи воздействий:

1.  путем переноса частиц вещества от одного тела к другому;

2.  посредством окружающей их среды.

        На этой основе во второй половине 17 века исторически почти одновременно возникли две теории света  корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Гюйгенс). Обе теории удовлетворительно объясняли явления отражения и преломления света. Но вследствие того, что авторитет Ньютона в то время был выше, то приняли корпускулярную теорию света. Открытие явлений интерференции и дифракции (О. Френель, Т. Юнг, Гримальди) показало, что эти явления хорошо объяснялись с волновой точки зрения, а не с корпускулярной. В начале 20 века А. Эйнштейн (1905 г) высказывает гипотезу о квантовой теории света. Свет обладает дуализмом, то есть «двойственностью» - в одних случаях ведет себя как волна, в других случаях, как поток частиц. Итак: свет – это электромагнитная волна.

        Проблемные ситуации возникают в ходе познавательной деятельности человека. Поэтому для введения в проблемную ситуацию нельзя (недостаточно) просто указать учащимся на противоречие. Необходимо так организовать их деятельность, чтобы они сами натолкнулись на некоторое несоответствие познаваемого с имеющейся у них системой знаний. Нередко одна и та же проблема может быть решена различными способами:

1. Ситуация неожиданности. В 9 классе изучение закона Бернулли начинаю с таких вопросов:

- почему сильный ветер вздымает легкие предметы высоко над землей, а не прижимает их к земле?

- при ураганном ветре наблюдались случаи, когда крыши домов внезапно отделялись и подбрасывались вверх;

- почему при порывах ветра зонт выворачивается наружу?- почему опасно находиться на краю перрона, когда рядом с большой скоростью проходит поезд?Как объяснить это с точки зрения физики

2. Ситуация конфликта. Используется в основном при изучении физических теорий и фундаментальных опытов. Например, при изучении в 11 классе СТО, ставился вопрос о том, что законы электродинамики Максвелла неверны, когда обнаружился отрицательный результат опыта А. Майкельсона (1881 г). Разрешение этих проблем носит преимущественно характер «проблемного изложения», когда ставится и разрешается проблема учителем. Цель организации таких ситуаций, с одной стороны, в возбуждении интереса учащихся к проблеме, а с другой – демонстрация образцов решения научных проблем, имеющих место в истории науки.

3.  Ситуация опровержения создается в тех случаях, когда учащимся предлагается доказать несостоятельность какой-либо идеи, доказательства, проекта и т. п. Например, после изучения закона сохранения и превращения энергии, спрашиваю: «Почему сейчас не рассматриваются проекты вечных двигателей?»После обсуждения учащиеся приходят к выводу о том, что невозможна работа двигателя без затрат энергии.

4.  Ситуация несоответствия возникает в тех случаях, когда жизненный опыт, понятия и представления, стихийно сложившиеся у учащихся, вступают в противоречие с научными данными. При изучении в 9 классе свободного падения, говорю о том, что древнегреческий учёный Аристотель утверждал, что «... тело большей массы падает на землю быстрее, чем тело меньшей массы». Прав ли Аристотель? Чаще всего ребята согласны с высказыванием Аристотеля. Далее проделываются опыты (два листа бумаги, один из которых скомкан, два кружка – железный и бумажный), в результате которых учащиеся приходят к выводу о том, что здесь свою роль играет сопротивление воздуха.

         При изучении атмосферного давления в 7 классе задаю вопрос: «Производит ли атмосферный воздух давление на находящиеся в нём тела?». Если получен отрицательный ответ, то можно сказать, что «... ведь вода оказывает давление на погруженное в неё тело, почему же воздух не может оказывать давления?» Далее проделываем опыт: неполный стакан с водой и лист бумаги или цилиндрический сосуд с краном, из которого выкачан воздух. 

      Бывает иногда и так, что формулировка вопроса сразу создает проблемную ситуацию. Например, после изучения явления теплопроводности в 8 классе, учащиеся уже знают, что теплота может передаваться постепенно от более нагретой части тела к менее нагретой, задаю вопрос: «Почему в помещениях под потолком температура воздуха обычно бывает выше, чем внизу, около пола, хотя нагреватели – батареи отопления – находятся внизу?» Здесь учащиеся сталкиваются с принципиально новым для них явлением. Его нельзя объяснить передачей теплоты путем теплопроводности. После обсуждения данной проблемной ситуации приходим к выводу о том, что здесь имеет место другой вид теплопередачи – конвекция.

       Как без помощи холодильника охладить лимонад? Учащиеся предлагают разные варианты как это можно сделать. А поможет нам Солнце и простая мокрая тряпка. 

       Проблемное обучение, как показал мой опыт его использования, может привести к серьезным положительным результатам в развитии учащихся только в том случае, если его применять регулярно, и оно охватывает основные виды учебной деятельности учащихся.