Методическая разработка "Проблемное обучение в преподавании физики"
методическая разработка по физике по теме

«Проблемное обучение в преподавании физики»

Автор: Шумаков А.В. –учитель физики

ГБОУ ООШ пос. Аверьяновский

Развивать познавательные способности учащихся – значит, формировать у них мотивы учения.

Мыслительная деятельность делится на три уровня:

1. уровень понимания;
2. уровень логического мышления;
3. уровень творческого мышления.

Понимание – это аналитико-синтетическая деятельность, направленная на усвоение готовой информации, сообщаемой учителем или книгой. Именно в процессе понимания ученик усваивает опыт проведения логических рассуждений, анализа, синтеза, абстракции и обобщения и т.д.

Логическое мышление – процесс самостоятельного решения познавательных задач.

Учащиеся должны самостоятельно анализировать изучаемые объекты, сравнивать результаты отдельных опытов, строить обобщенные выводы, выполнять классификацию, доказательства, выводить формулы, анализировать их и т.д.

В процессе мышления ученик самостоятельно приходит к новым выводам.

Приёмы развития логического мышления – эвристическая беседа, логико-поисковые задания, приёмы работы с учебником и т.д.

Одна из идей развивающего обучения– это идея о наличии затруднения (проблемы) для учащихся в процессе обучения. Проблемная ситуация предполагает умственную активность ученика и порождает соответствующую мотивацию.

Теоретической основой проблемного обучения являются основные закономерности творческого познавательного процесса.

При проблемном обучении познавательную деятельность учащихся необходимо развивать по логике развертывания творческого познавательного процесса, а именно:

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.

В соответствии с основными закономерностями творческой познавательной деятельности, которые являются теоретической основой проблемного обучения, проблемное обучение должно начинаться с организации проблемных ситуаций, а не с формулировки учебных проблем.

Проблемное обучение – это тип развивающего обучения, оно направлено на формирование умений самостоятельно решать познавательные проблемы, на развитие творческого мышления школьников.

Творческое мышление имеет три этапа:

1. проблемная ситуация, с первоначальным её анализом и формулировкой проблемы;
2. поиск пути решения проблемы;
3. претворение найденного принципа решения проблемы и его проверка.

Проблемы возникали в физике каждый раз, когда обнаруживались противоречия между вновь открываемыми опытными фактами и прежними представлениями, не способными их объяснить.

Для создания проблемных ситуаций на уроках физики необходимо выявить возможные типы противоречий, которые могут возникать в ходе изучения физики.

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.

Например,  при изучении природы света, учащихсяпредлогается подумать над тем: «Какими способами передаются воздействия одного тела на другое?» (например, как можно заставить звенеть колокольчик).

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.

После этого сообщаем учащимся, что на этой основе во второй половине 17 века исторически почти одновременно возникли две теории света:

1. корпускулярная (И. Ньютон 1672-1674 гг)
2. волновая (Х. Гюйгенс 1678 г)

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 показало, что эти явления хорошо объяснялись с волновой точки зрения, а не с корпускулярной.

В начале 20 века А. Эйнштейн 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.

При изучении тепловых явлений учащимся неоднократно подчеркиваю, что все тела, находящиеся в длительное время в  контакте друг с другом, имеют одинаковую температуру. Предлагем учащимся измерить температуру в разных частях кабинета и убедиться, что она одинакова. После этого просим их потрогать различные тела: железный гвоздь и деревянную линейку, книгу и батарею отопления и т.д. Они обнаруживают, что температура различных тел на ощупь кажутся разной. В конечном итоге выясняем, почему это так, кажется.

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 таже проблема может быть решена различными способами:

1. Ситуация неожиданности

        При  изучение закона Бернулли начинаем 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 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, спрашиваем: «Почему сейчас не рассматриваются проекты вечных двигателей?»

После обсуждения учащиеся приходят к выводу о том, что невозможна работа двигателя без затрат энергии.

3. Ситуация несоответствия возникает в тех случаях, когда жизненный опыт, понятия и представления, стихийно сложившиеся у учащихся, вступают в противоречие с научными данными.

При изучении свободного падения, говорим 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 задаем 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, задем 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.

Вы пошли в поход, как охладить питьевую воду? Учащиеся предлагают разные варианты как это можно сделать. Оказывается,  в этом может помочь ... Солнце и мокрая тряпка.

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