Сегодня система образования вся и во всем изменяется, обновляется и перестраивается. Новая социально-экономическая ситуация предъявляет к ней и новые требования.
В рамках модернизации образования акцент смещается с простого усвоения суммы знаний на развитие личности, её познавательного и творческого потенциала. Учебное заведение обеспечивает целостную систему универсальных знаний, навыков и умений, а также формирует опыт самостоятельной деятельности и чувство личной ответственности у учащихся. Совокупность этих элементов (ключевых компетенций) и определяет современный уровень качества содержания образования.
Целью обучения и воспитания является формирование личности, способной активно действовать, принимать самостоятельные решения, свободно мыслить.
Зачастую существует проблема, обусловленная необходимостью обеспечить ребёнку образование при одновременном отсутствии мотивации к его получению как со стороны учащихся, так и со стороны их родителей. Помимо этого, в последние годы упал интерес обучающихся к дисциплинам естественно-математического цикла, в особенности к физике. Основными причинами утраты интереса выступают: непонимание связи теоретических понятий с реальной действительностью, отсутствие глубокого осмысления сложных абстракций, а также изменение мировоззренческих установок учащихся и их пересмотр отношения к традиционным образовательным подходам.
В связи с этим возникает необходимость разработки приёмов и методов, направленных на повышение познавательной активности учащихся на занятиях по физике. Обучающиеся должны перейти от роли пассивных слушателей к активному участию в познавательном процессе. Формирование активной жизненной позиции, стремления к новому, способности его осознавать и принимать, а также склонности к исследованиям и изобретательству берёт начало в школе. Физика как учебный предмет обладает характеристиками, создающими наиболее благоприятные условия для развития мыслительной деятельности обучающихся в целом.
Основная идея реализуется через следующие принципы обучения:
деятельностный подход при обучении физике.
Учебный процесс эффективен в отношении усвоения знаний и умственного развития учащихся только тогда, когда он вызывает и организует их собственную познавательную деятельность. Способности человека проявляются в деятельности, но главное в том, что они и создаются в ней.
Деятельностный подход предполагает определенный порядок действий учащихся при изучении физических явлений:
- обнаружение явления в конкретной ситуации
- формирование познавательных задач
- проведение эксперимента
- конструирование ответа на задачу
- конструирование вывода в виде обобщенного ответа на познавательные задачи.
Деятельностный подход предполагает разнообразие видов учебной деятельности школьников: проектирование учебного занятия, составление вопросов по теме, сравнение и обобщение пройденного, творческие задания, проведение исследований, фронтальных экспериментов.
принцип последовательности.
Данный принцип предполагает освоение материала от простого к сложному, от частного к общему. Учебный процесс строится на постепенном усложнении содержания, способов, характера деятельности учащихся. Без этого невозможно продвижение ученика, постепенное восхождение на пути с знаниями, к познанию научных истин.
принцип наглядности.
Значение наглядности в обучении физике велико. Значимость принципа наглядности в процессе обучения способствует восприятию изучаемых объектов и явлений, их «живому созерцанию», единству конкретного, абстрактного, логического и теоретического элементов в познавательной деятельности. На уроках физики большое значение имеют следующие наглядные методы — демонстрации, эксперимент, наблюдения и опыты.
Один из главных источников физических знаний — это эксперимент. Чтобы наглядные методы (опыты, фронтальные эксперименты, лабораторные работы) работали эффективнее, нужно каждый раз ясно ставить цель, формулировать проблему и организовывать её решение. Тогда учебный материал будет усваиваться активно, а не пассивно. Принципы деятельности, последовательности и наглядности, взятые вместе, развивают у школьников мышление и умение учиться самостоятельно. Они вынуждают учащихся не механически запоминать факты, а сравнивать, обобщать, анализировать явления и выстраивать их в систему. Технология проблемного обучения позволяет реализовать все эти принципы на практике.
Технология проблемного обучения не нова: она получила распространение в 20-х годах в советской и зарубежной школах. В ее основе — теоретические положения американского философа, психолога и педагога Дж. Дюи.
«Сегодня под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результатах чего и происходит творческое овладение профессиональными занятиями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей».
Проблемное обучение базируется на создании проблемной мотивации, что предполагает соответствующее конструирование дидактического материала в виде последовательности проблемных ситуаций. Последние могут различаться по содержанию неизвестного, уровню проблемности, типу рассогласования информации, а также по иным методическим особенностям. Проблемные методы определяются как методы, основанные на создании проблемных ситуаций и организации активной познавательной деятельности учащихся, направленной на поиск и решение сложных вопросов, требующих актуализации знаний, анализа и умения за отдельными фактами распознавать физическое явление или закон. В современной теории проблемного обучения различают два вида проблемных ситуаций: психологическую (касающуюся деятельности учеников) и педагогическую (представляющую организацию учебного процесса). Педагогическая проблемная ситуация создаётся посредством активизирующих действий и вопросов учителя, подчёркивающих новизну, значимость и иные отличительные качества объекта познания. Создание же психологической проблемной ситуации носит сугубо индивидуальный характер. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах обучения: при объяснении, закреплении и контроле.
Учитель создает проблемную ситуацию, направляет учащихся на ее решение, организует поиск решения. Таким образом, ребенок становится в позицию субъекта своего обучения, и как результат — образуются новые знания, он владеет новыми способами действия. Трудность управления проблемным обучением в том, что возникновение проблемной ситуации — акт индивидуальный, поэтому от учителя требуется использование дифференцированного и индивидуального подхода.
В процессе работы использую такие методические приемы создания проблемных ситуаций:
- определить противоречие и им самим найти способ его решения;
- рассмотреть различные точки зрения на один и тот же вопрос;
- делать сравнения, обобщения, выводы из ситуации, сопоставлять факты;
- ставить конкретные вопросы (на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждения)
- проблемные теоретические и практические задания (например, исследовательские)
- проблемные задачи, например, с недостаточными или избыточными исходными данными, с неопределенностью в постановке вопроса, с противоречащими данными, с заведомо допущенными ошибками, с ограниченным временем решения, на преодоление «психологической инерции» и др.
В своей практике наряду с проблемным обучением я использую технологию коллективной мыследеятельности.
Сущность данной технологии заключается в непрерывном процессе управления развитием потребностей и способностей обучаемых. Цели, содержание и способы развития определяются педагогом совместно с учащимися с учётом их интересов и способностей. Основная цель педагога — обучение учащегося деятельности. Педагог организует взаимодействие обучаемых в познавательном процессе, целенаправленно создавая такую социальную инфраструктуру, которая вызывает у них необходимость действовать в соответствии с нормами общественных отношений. При этом существенно меняется отношение к другому человеку как к личности: отчуждённость и равнодушие уступают место заинтересованности, взаимопониманию и сопричастности. Коллектив становится механизмом развития личности. Успех общего поиска определяется интеллектуальными, организаторскими и нравственными усилиями каждого. Технология коллективной мыследеятельности представляет собой систему проблемных ситуаций, каждая из которых делится на четыре основных такта: введение в проблемную ситуацию, работа в творческих микрогруппах, вынос обсуждаемой проблемы на поток, вывод на новую проблему.
Системообразующим моментом технологии КМД является рефлексия. В педагогической практике развивающего обучения анализ учебной проблемы на третьем такте прекращается, поскольку проблема решена. Однако результативность обучения многократно возрастает, если поднять обучаемого до осознания собственной и коллективной деятельности.
Проблемная ситуация имеет следующую структуру:
первый такт — ввод в проблемную ситуацию: постановка проблемы, коллективное обсуждение целей, способов их достижения.
второй такт — работа по творческим микрогруппам, которая выполняет функцию разрешения противоречий, выращивания внутренних целей, формирования способов деятельности, выработки индивидуальной, коллективной позиции по изучаемой проблеме.
Данный этап включает в себя самоопределение творческих групп, коррекцию коллективных целей, принятие решения, составление и реализацию программы коллективной деятельности, выработку личных, групповых позиций, общественное мнение о работе каждого и группы в целом.
Обсуждая в режиме коллективной мыследеятельности учебную проблему, учащиеся закрепляют навыки общения, учатся вести учебный диалог, отстаивают собственную позицию и т.д. Для этого соблюдается ряд новых правил взаимодействия: необходимость выслушать и понять другого, доброжелательность, терпимость, уважение к иному мнению, четкая формулировка своей позиции с обязательной ее аргументацией, в случае несогласия — аргументированная оппозиция. Можно ошибиться — это естественно в процессе поиска, важно увидеть и исправить ошибку. Прав тот, кто может научно обосновать позицию.
Определим основную цель обучения физике. Ею является освоение учащимися физического способа мышления. Согласно мнению М. Бершадского, научить физике — значит передать физический способ мышления в индивидуальное сознание ученика и обучить его применению для объяснения явлений природы. Для усвоения учащимися научного метода познания изучение физики должно осуществляться на теоретическом уровне, что предполагает определённую последовательность познавательного процесса и структурированность его результата. Общенаучный метод познания осваивается через частные методы. Наблюдая демонстрационный эксперимент или выполняя лабораторную работу, ученик изучает конкретный экспериментальный метод. Поскольку любой частный опыт всегда включает в себя операции и действия, присущие экспериментальному методу познания в целом, изучение частного позволяет осваивать целое. Именно на основе действий и операций, составляющих любой частный метод, возможна конкретизация основной цели обучения физике.
Таким образом, возникает вопрос: можно ли научить физике? Если трактовать учение как механическое запоминание нескольких формул и умение подставлять данные в известное выражение, то научить можно каждого. Однако необходимо ли обществу подобное обучение? Если же речь идёт о подготовке будущих профессиональных физиков, то научить можно лишь отдельных лиц, но такая задача не может быть целью массового образования. Да, физике научить можно, если понимать под учением присвоение физического способа мышления, отражённого в методах данной науки, и если активизировать на уроках интеллектуальные способности, позволяющие моделировать любые виды деятельности, в том числе исследовательскую. В этой связи особое значение приобретает проблемное обучение.
Важную роль в технологии проблемного обучения, особенно, в технологии коллективной мыследеятельности играет проблемная ситуация. Интерес учащихся к проблеме, их познавательная активность зависит гот того, как ученики вводятся в проблемную ситуацию. Под действием проблемно-конфликтной ситуации психика ученика возбуждается, мозг начинает находить выход из ситуации. Непроизвольное внимание учеников сменяется на произвольное внимание к объекту изучения, стремлением овладеть предметом, несмотря на имеющиеся трудности. Поэтому в данной работе я особое внимание уделяю созданию проблемной ситуации.
По виду рассогласованности применяю следующие проблемные ситуации:
Ситуация неожиданности
Она создается при ознакомлении учащихся с явлениями, выводами, фактами, вызывающими удивление, кажущимися парадоксальными, поражающими своей неожиданностью. Основой для создания такой ситуации часто служат занимательные опыты.
Описание многих удивительных явлений природы служит основой для создания ситуации неожиданности. Так, при изучении явления полного отражения рассматриваем сначала такое явление природы — миражи. Зачитываю отрывок из романа С. С. Серафимовича «Город в степи»: «Там тихонько отделяется полоска земли и блестит узенькая протянувшаяся вода. А над ней, смутно рисуясь, проступают синеватые силуэты верб, ветряки, крыши…»
«Пустыня мертвая пылает, но не дышит
Блестит сухой песок, как желтая парча,
И даль небес желта и так же горяча,
Мираж струится в ней и сказки жизни пишет».
А. М. Федотов.
Далее формируем проблемы: «Что же такое миражи? Миф или реальность? Почему возникают? При каких условиях?» Но пока мы не можем дать ответа на поставленные вопросы, после изучения полного отражения ученики пытаются сами ответить.
Ситуация предположения.
Эта ситуация заключается в выдвижении предположений о возможности существования какой — либо новой закономерности или явления с вовлечением учащихся в исследовательский поиск.
Учащимся известны такие явления как электрические и магнитные (которые они пока по личному опыту связывают только с постоянными магнитами). Делаю предложение: «Может ли между электрическими и магнитными явлениями существовать связь? Как это можно проверить?». Примеры ответов даются как положительные, так и отрицательные. Моделируем опыт по наблюдению взаимосвязи, проверяем и приводим к выводу, что вокруг проводника с током существует магнитное поле.
При изучении вопроса «Период колебаний математического маятника» ученики выдвигают предположение, что период колебаний зависит от амплитуды, длины нити и от массы груза. Затем проверяют это на фронтальном эксперименте и приходят к выводу, что период зависит только от длины нити маятника.
Ситуация несоответствия.
Она возникает в тех случаях, когда жизненный опыт, понятия и представления, учащихся вступают в противоречие с научными данными. Подробные несоответствия можно использовать для создания проблемных ситуаций.
При изучении темы «Свободное падение» у учащихся существует не совсем правильный взгляд на падение тел, они считают, что тяжелые тела падают быстрее, а легкие медленнее. И когда задаю вопрос о том, что быстрее упадет — лист бумаги или металлический предмет, то получаю ответ — бумага. Демонстрирую опыт, казалось бы, ответ ребят подтверждается. Затем предлагаю скомкать лист бумаги и отпустить падать одновременно с металлическим. Каково удивление учащихся, когда они видят, что тела падают одновременно! «Почему? Что изменилось? Каково ускорение тел?». Таким образом, получаем ответы на поставленные вопросы.
Изучая дефект масс и энергию связи, я начинаю урок с того, что даю учащимся задание — рассчитать массы ядер разных химических элементов, (каждая группа выполняет свое задание, чтобы исключить случайность), затем сравнить с табличным значением. Ученики видят явное несоответствие полученного результата с массой ядра «О чем это говорит? Почему происходит уменьшение массы?». Приходим к понятию энергия связи, учащиеся пробуют составить самостоятельно формулу для расчета дефекта масс, а затем и энергии связи.
Ситуация неопределенности.
Возникает в тех случаях, когда предъявляемое задание содержит недостаточно данных для получения однозначного решения. В этом случае учащийся должен обнаружить недостаточность данных, затем ввести дополнительные условия, при которых решение становится определенным.
При изучении темы «Дисперсия света» задаю вопрос: «Будет ли виден спектр, если на него смотреть через цветные стекла?». Неопределенность состоит в том, что не указан цвет стекол. Оказывается, что если смотреть через черное стекло, то не увидим спектр, т.к. черные тела поглощают все световые волны. Например, красное стекло поглощает все цвета спектра, кроме красного и мы увидим красную полосу на темном фоне.
Я рассмотрел основные способы создания проблемных ситуаций. Однако не всегда возникает необходимость в применении таких способов. Нередко сформулированная проблема своим содержанием уже вызывает интерес учащихся, вовлекает в активную познавательную деятельность. Так обстоит дело с исследовательскими заданиями практического характера.
Активизируют познавательную деятельность, вызывает интерес у учащихся, будят их мысль. Примеры вариантов исследовательских заданий, используемых на уроках:
- Предсказание результата.
Тема: «Мощность тока». «Предскажите, как будет изменяться мощность электрического тока в резисторах в зависимости от способа их соединения? Затем поставьте эксперимент».
Тема: «Магнитные свойства вещества». «Предскажите, изменится ли сила взаимодействия магнита с железными предметами, если между ними поочередно помещать тонкие полоски железа, меди, алюминия?».
- При изучении нового материала.
Для самостоятельного исследования отбираю такие задания для учащихся, с которыми они могут справиться. Основная задача преподавателя при руководстве проблемным экспериментом состоит в том, чтобы каждый учащийся выполнил задание при минимальной помощи со стороны преподавателя.
Применение на уроках проблемно-поисковых методов приводит к развитию навыков творческой учебно-познавательной деятельности, способствует более осмысленному и самостоятельному овладению знаниями. Особенно эффективны эти методы в тех случаях, когда содержание учебного материала направлено на формирование понятий, теорий, законов физики, а содержание материала не является принципиально новым, а логически продолжают ранее изученное, когда содержание доступно для самостоятельных поисков учащихся, т.е. проблемные ситуации находятся в зоне ближайшего развития познавательных возможностей учеников.
Основные этапы проблемного урока:
Постановка проблемы. Под постановкой подразумевается понимание сути проблемы и ее формирование. Все проблемы, возникшие в ходе обсуждения, я записываю на доске.
Выдвижение гипотез, учащиеся пытаются найти выход из затруднения, вспоминая сходные ситуации.
Разработка способов проверки гипотезы.
Вывод.
Рассмотрим основные этапы на примере фрагментов урока «Сила трения».
После создания проблемной ситуации на уроке ставим и записываем на доске возникшие проблемы:
- Этап.
1) Почему возникает сила трения? Как направлена? Как можно ее измерить?
2) От чего сила трения зависит?
- Этап. Учащиеся выдвигают гипотезы (рассмотрим второй проблемный вопрос)
1) от веса тела
2) от площади
3) от вида движения (т.е. скользит или катиться)
4) от материала тела и соприкасающейся поверхности (гипотезы выписываются на доске, причем допускаю выдвижение не только правильных, но и ошибочных гипотез)
III. Этап. Ребята работают в группах; им предлагаю продумать и провести исследовательские работы по изучению силы трения (набор
материалов выдается заранее). После обсуждения формулируем ответы.
- Этап. По вопросам, записанным на доске, ученики делают
выводы.
Экспериментальное доказательство гипотезы особенно часто применяю при проблемном изучении нового материала, где можно предположить о существовании какой-либо закономерности, об особенностях протекания того или иного физического явления.
Курс физики представляет собой уникальную дисциплину, поскольку это единственный предмет, в ходе освоения которого обучающиеся вовлекаются во все этапы научного познания — от наблюдения за явлениями и их исследования до выдвижения гипотез, формулирования следствий и экспериментальной проверки выводов. В процессе обучения осуществляется реальное взаимодействие личности педагога и учащихся. Использование технологии проблемного обучения приводит к значительному изменению как роли преподавателя, так и позиции обучающихся.
В деятельности обучающихся формируются личностные качества, умение работать в коллективе, брать ответственность за решение, анализировать результаты деятельности.