Особенности применения технологии проблемного обучения на уроках физики
статья по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс) на тему

 Учитель физики МБОУ лицей «Технический» г. о.Самара

                              Темченко Мария Ивановна

Особенности применения технологии проблемного

                      обучения на уроках физики  

                                          Содержание

1. Введение
2. Определение педагогической проблемы. Актуальность проблемы.
3. Использование технологии проблемного обучения на уроках физики:

а) Как научить ребенка решать качественные задачи;

б) Творческий подход к выполнению лабораторных работ.

     4. Результаты. Выводы.

                                                     Введение

       На современном этапе развития общества изменяются потребности социальной системы: возрастает необходимость в специалистах, которые бы наряду с техническими знаниями и навыками, необходимыми сегодня практически во всех областях профессиональной деятельности, умели бы оперировать полученными знаниями, и, соответственно, были бы способны к самостоятельному образованию и профессиональной переориентации. Поэтому  главная цель российского образования  заключается в повышении его качества и эффективности,  получения и практического использования знаний. Для решения этой важнейшей задачи был принят новый государственный образовательный стандарт  общего образования. Целью образования является развитие личности обучающегося на основе изучения универсальных способов познания. Развитие личности обеспечивается через формирование универсальных учебных действий. Поэтому сегодня важно не столько дать ребенку как можно больше конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельного предмета, а вооружить его такими универсальными способами действий, которые помогут ему развиваться и самосовершенствоваться в непрерывно меняющемся обществе.

    В соответствии с ФГОС  базовое физическое образование в основной школе должно ориентировать ученика на самостоятельный поиск, исследование, открытие. Поэтому целью своей педагогической деятельности считаю: развитие творческих способностей учащихся через исследовательскую деятельность на уроках и во внеурочное время, как одного из способов активизации саморазвития учащихся.

                                  Педагогическая проблема.                                                                                                                                           

           Я работаю с детьми, мотивированными к изучению физики. В своей работе я столкнулась с тем, что учащиеся испытывают затруднения при выполнении задач, требующих творческого воображения, логического анализа и догадки, то есть, работ репродуктивно-поискового типа, когда ученик применяет ранее полученные знания в новой ситуации. Существует противоречие между запросами детей и недостаточностью материалов УМК.

Отсутствует дидактический материал для развития творческих способностей учащихся и активации познавательной деятельности учеников. Необходим доступ к значительно более широким и разнообразным источникам информации.

                                   Актуальность проблемы.

    1). Довольно остро эта проблема встает в первые же недели изучения физики в 7 классе. Особую трудность представляют качественные задачи. Например:

1.   Почему после дождя пыль на дороге не поднимается?

2. Один кувшин с молоком поставили в холодильник, другой оставили в комнате. Где сливки отстояться быстрее?

3. Почему на доске пишут мелом, а не куском белого мрамора?

     На первых уроках дать правильный ответ могут от силы 4-5 человек. К концу года это количество становится намного больше. Именно использование технологического арсенала позволяет эффективно решать данную проблему.

     2). В свете сдачи ЕГЭ и ОГЭ эта проблема становится еще актуальней, так как задание 24 ОГЭ и задание 28 ЕГЭ представляют собой качественный вопрос, на который необходимо дать письменный ответ. Причем, полный ответ должен содержать не только ответ на вопрос, но и его развернутое, логически связанное обоснование.

 Например:

          Задания ОГЭ – 9 класс:

24. В какую погоду – тихую или ветреную – человек переносит мороз легче? Ответ поясните.

24. Можно ли набрать жидкость в шприц, находясь в космическом корабле в состоянии невесомости? Ответ поясните.

24. Спасательный круг обычно делают из материала, плотность которого меньше плотности воды. Возможно ли сделать спасательный круг из металла? Ответ поясните.

Задания ЕГЭ – 11 класс

 28. Сквозь металлическое и деревянное кольца, не касаясь их падают одинаковые намагниченные стержни, как показано на рисунке. По-разному ли влияют кольца на ускорение стержней, и если да, то в чем состоит это различие?

Рассмотрите две стадии падения стержня:  стержень сближается с кольцом;  стержень удаляется от кольца. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

     3).  В  9 классе на экзамене необходимо выполнить лабораторную работу – задание 23. Перечень лабораторных работ  неизвестен, поэтому ученикам может быть предложена  ситуация, связанная  с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях.

       Например, такое лабораторное задание:

 Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, набор из трёх грузов, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью горизонтальной рейки от силы нормального давления.

Определите силу трения скольжения, помещая на каретку поочерёдно один, два и три груза. Для определения веса каретки с грузами воспользуйтесь динамометром.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты измерений веса каретки с грузами и силы трения

скольжения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);

3) сформулируйте вывод о зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки от силы нормального давления.

      4). Кроме того, в 9 классе в материалах ОГЭ учащимся предлагают задание,  в котором изложен материал на понимание текстов физического содержания, формулируются вопросы, которые контролируют умения:

– понимать смысл использованных в тексте физических терминов;

– отвечать на прямые вопросы к содержанию текста;

– отвечать на вопросы, требующие сопоставления информации из    

  разных частей текста;

– использовать информацию из текста в измененной ситуации;

– переводить информацию из одной знаковой системы

       Использование технологии проблемного обучения на уроках  

                                        физики.                    

     Проблемные уроки очень эффективны, интересны и детям нравятся.

Конечно, работа трудоёмкая, так как к каждому уроку надо подбирать необходимые и достаточные упражнения для актуализации знаний и создания проблемной ситуации, продумывать постановку проблемы и выбор путей её решения в соответствии с принципом рациональности. Но на данном этапе развития человечества обучение должно быть проблемным, так как оно формирует творческую личность, способную логически мыслить, находить решение в различных проблемных ситуациях, способную к высокому самоанализу, саморазвитию.  В своей деятельности я стараюсь разрабатывать содержание, прислушиваясь к интересам и потребностям реального ребёнка, учитывать его сегодняшние склонности и способности. Моя главная задача состоит в том, чтобы помочь ученику обнаружить то, что в нём заложено, и развить уже имеющиеся способности, а также выявить одарённых детей, желающих и способных вести исследовательскую деятельность. Проблемно-исследовательское обучение - это путь знакомства учащихся с методами научного познания, важное средство формирования у них научного мировоззрения, развития мышления и познавательной самостоятельности. В своей деятельности я опираюсь на такие психолого-физиологические особенности школьного возраста как целостное восприятие, врождённая любознательность и эмоциональная восприимчивость. Я стараюсь смотреть на ребёнка не как на ученика, а как на искателя истины. Поэтому, в обучении и воспитании я использую исследовательский метод - путь к знанию через собственный творческий, исследовательский поиск. А чтобы развить у детей навыки исследовательского поведения, обучаю их следующим умениям: наблюдать, видеть проблемы, выдвигать гипотезы, проводить эксперименты, классифицировать, делать выводы и умозаключения, доказывать и защищать свои идеи. При этом учащиеся включаются в различные виды деятельности:

Мыследеятельностные:  выдвижение идеи, проблематизация, формулирование задачи, выдвижение гипотезы, постановка вопроса, формулировка предположения, обоснованный выбор способа деятельности, планирование своей деятельности, самоанализ и рефлексия.

 Презентационные:  построение устного сообщения о проделанной работе, выбор способов и форм презентации результатов деятельности, изготовление презентации, подготовка письменного отчёта о проделанной работе.

 Коммуникативные:  слушать и понимать других, выражать себя, находить      компромисс, взаимодействовать внутри группы, находить консенсус.

 Поисковые:  находить информацию по каталогам, проводить контекстный поиск с использованием Интернет ресурсов.  

Информационные:  структурирование информации, выделение главного.

Технология проблемного обучения на уроке предусматривает:
1. проведение учебного эксперимента;
2. применение исследовательского метода обучения;
3.использование некоторых нетрадиционных форм занятий;
4.применение домашних работ исследовательского характера.

Формы и методы проведения урока могут быть различными, но цель одна - создание условий для обретения каждым учеником универсальных умений и навыков деятельности. В различных возрастных категориях эта задача решается по-разному. На уроках физики в 7-8 классах преобладают решение качественных задач (индивидуально и в группах), выполнение лабораторных работ. Учащиеся старших классов занимаются в основном исследовательской работой, с последующим выступлением на конференциях, физических праздниках. В результате использование технологии проблемного обучения формируются следующие универсальные учебные действия: регулятивные, познавательные, коммуникативные.

Как научить ребенка решать качественные задачи.  

1). Кроме решения задач на уроке и выполнения домашнего задания с обязательным обсуждением в классе,  учащиеся разбиваются на 3 группы.  В состав группы входят ученики разного уровня, что позволяет работать группе более эффективно и слабым ученикам учиться у более сильных. Каждая группа к завершению изучения данной темы должна подобрать задачи, обсудить их, найти правильные ответы. На итоговом занятии проводим физический бой.

  2). В  лицее каждый год вливаются новые ученики (открываются новые классы). У нас существует прекрасная традиция: «Посвящение в лицеисты» (есть своя эмблема, гимн, флаг). На этом празднике проводится «Интеллектуальный марафон». Учащиеся посещают различные станции, отвечают на вопросы, набирают баллы. Есть станция, где задают вопросы по

физике, например «Гравитация» (названия меняются).  Создается инициативная группа, которая готовит вопросы к празднику, ищет проблемные вопросы, решает и анализирует их, отбирает самые интересные.

Приложение 1.

 3). Есть у нас еще одна очень хорошая традиция: каждый год в лицее проводится общегородской Физико-химический праздник. Уже 8 лет я  вместе с лицеистами занимаюсь подготовкой к празднику и являюсь ведущей. Праздник уникальный, так как экспериментальный. Мы показываем опыты, наши гости объясняют и, в зависимости от количества набранных баллов, победители получают грамоты городского департамента образования. Присутствуют гости: преподаватели вузов. Работа титаническая, каждый год мы представляем вниманию гостей новые опыты - нетрадиционные, не те, которые ребята видят на уроке и которые приведены в учебнике. Поиском экспериментов занимаются дети, демонстрируют и

объясняют тоже они, но уже после того,  как  свои объяснения дают наши гости. В результате не только наши лицеисты вовлечены в исследовательскую деятельность и в разрешение проблемных вопросов, в эту работу мы вовлекаем и заинтересовываем учеников города. И этот аспект, на мой взгляд, чрезвычайно важен.

Приложение 2.

     Работая с учениками в группах, учитель переходит от роли информатора к роли учителя-координатора, организатора познавательной деятельности. Работа в группах дает возможность учащимся почувствовать себя частью коллектива, развивает поисковые, исследовательские, проблемно-дискусионные навыки, повышает мотивацию. К тому же работа в группах решает и воспитательные задачи: ребята учатся дискуссировать, доказывать свою точку зрения, уважать чужое мнение, работать сообща для достижения цели.

                Творческий подход к выполнению лабораторных работ.

     При выполнении лабораторных работ стараюсь тоже уходить от традиционных уроков, вносить элемент новизны, согласно новым образовательным стандартам. Начиная с седьмого класса выполнение лабораторных работ стараюсь организовать так, чтобы вовлечь учеников в поисковую и исследовательскую деятельность. Перед выполнением лабораторной работы ставлю проблему, которую ученики должны решить в ходе выполнения эксперимента.

     Например: В традиционной лабораторной работе:  «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело» требуется определить силу Архимеда. Описание хода работы есть в учебнике. Задаю детям проблемное творческое задание на дом: «Используя формулу для нахождения  силы Архимеда определить от чего она зависит, и  в ходе выполнения лабораторной работы, доказать справедливость своих выводов». Даже если ученик не смог сам решить поставленную задачу, он поневоле будет включаться в работу (общаться с учениками, которые смогли это сделать), он поневоле вынужден этим заниматься, чтобы получить более высокую оценку. Таким образом, кроме учеников, которые делают это осознанно, вовлекаем в поисковую работу и других учащихся. Непосредственно на лабораторной работе ученики получают достаточный набор приборов, чтобы доказать справедливость своих выводов. А вот какие приборы им нужны – это их решение.

                                       Результаты

    Разница в учебной деятельности дает и разницу в результатах. Использование проблемных технологий  способствует: повышению мотивации учащихся; созданию и поддержанию высокого уровня познавательного интереса и самостоятельной умственной активности учащихся;  увеличивает объем и прочность полученных на уроке знаний, умений и навыков,  позволяет достигать высоких результатов обученности и успешности. Доказательством являются победы учеников на городских и областных олимпиадах  а также  конференциях  различных  уровней,   успешная сдача ОГЭ и ЕГЭ,   увеличивается число желающих заниматься экспериментом.

Лишь некоторые самые значимые победы последних лет: В  2014-2015г  1 место на областной олимпиаде занял ученик 10 кл Воробьев А., 3 место –ученик 9 класса Чернавских М.  На Всероссийском конкурсе достижений талантливой молодежи «Юность. Наука. Культура» в Непецино  Проничев А.  награжден «Серебряным крестом», Яблокова А- лауреат 1 степени в национальной образовательной программе «Интеллект будущего», ряд учащихся награждены дипломами 1 и 2 степени на Всероссийском конкурсе достижений талантливой молодежи «Национальное достояние России» в Непецино. В 2018 году ученик 7 класса занял 1 место, ученик 8 класса Романов Михаил стал призером в областной олимпиаде по физике имени Джеймса Максвелла, Варенов Андрей – призер областной олимпиады по физике.

                                               Выводы

Таким образом, преимущества проблемного обучения и формирование УУД предоставляет большие возможности для развития внимания, наблюдательности, активизации мышления, активизации познавательной деятельности учащихся; оно развивает самостоятельность, ответственность, критичность и самокритичность, нестандартность мышления. Кроме того, что очень важно, проблемное обучение обеспечивает прочность приобретаемых знаний, ибо они добываются в самостоятельной деятельности, это во-первых, и, во-вторых, здесь срабатывает известный в психологии «эффект неоконченного действия». Его суть в том, что действия, которые были начаты, но не закончены, запоминаются лучше. Иначе говоря, проблемное обучение связано с исследованием и потому предполагает растянутое во времени решение задачи. Ученик попадает в ситуацию подобно деятелю, решающему творческую задачу или проблему. Он постоянно думает над ней и не выходит из этого состояния, пока ее не решит. Главная заслуга технологии проблемного обучения - реальная возможность каждого ребенка побыть в роли первооткрывателя, первопроходца, ученого, исследователя. И, таким образом, учебная мотивация будет поддерживаться на необходимом уровне, ведь все ребята - любопытные почемучки. Нужно только найти способ, как разбудить этот интерес и помочь утолить жажду познаний, не забывая при этом главное правило: «Не навреди!»  Постоянная постановка перед учениками проблемных задач, проблемных ситуаций приводит к тому, что ученик не «пасует» перед проблемами, а стремиться их разрешить. Ведь проблема – это всегда препятствие. Преодоление препятствий – движение, неизменный спутник развития. Воистину верны слова Льва Толстого о том, что «знания только тогда знания, когда они приобретаются усилиями своей мысли, а не одной лишь памятью».

                                               Приложение 1

                            Станция « Гравитация»

                       Занимательные вопросы по физике

1. Возможно ли вскипятить воду на открытом пламени в бумажной коробке?

2. В квартире жарко... Чтобы хоть как-то облегчить свою участь, вы открываете дверку холодильника. Удастся ли вам охладить вашу комнату?

3. Воздушный шар уносится непрерывным ветром в южном направлении. В какую сторону развиваются при этом флаги на его гондоле?

4. Ребёнок сидит на заднем сидении автомобиля и держит на нитке воздушный шарик, заполненный гелием. Что произойдет с шариком при ускорении машины вперёд:

а) сдвинется вперед?

б) отлетит назад?

в) останется на том же месте?

5. Вы утром торопитесь в школу.

На столе стоит чашка горячего кофе, который вы должны выпить через пять минут.

Как лучше поступить, чтобы не обжечься:

а) сразу добавить холодное молоко, и пускай кофе постоит так

                                                                 18

б) добавить молоко в последний момент – перед тем, как выпить кофе

в) разницы нет.

6. Почему шелковый шнурок развязывается быстрее хлопчатобумажного, шерстяного?

7. Барон Мюнхгаузен, герой известной повести Р.Э. Распе, «привязав» конец веревки к Луне, спускался по ней на Землю. В чем главная физическая несуразность такого передвижения?

8. Почему трудно держать в руках живую рыбу?

9. Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?

10. Когда парусным судам удобнее входить в гавань – днем или ночью?

11. Герой кинофильма «Матрос Чижик», желая определить направление очень слабого ветра, смочил с одной стороны палец и, держа его вертикально на воздухе, стал медленно поворачивать. Как эти действия помогли ему определить направление ветра?

12. Когда скорее остынет чайник с кипятком: когда чайник поставлен на лед или когда лед положен на крышку чайника.

13. Где прохладнее, под деревом или в тени навеса?

14. Если опустить одну руку в холодную воду, другую в теплую, потом, вынув их, опустить обе в воду, имеющую умеренную температуру, то рука, бывшая в холодной воде, будут чувствовать теплоту, а бывшая в теплой - холод. Как объяснить это?

Волшебный цветок                    Чайные пакетики

        Музыкальный бокал                      Бегающие шарики