Виконала: вчитель Максимівської ЗОШ І-ІІ ступенів Ольховська Неля Григорівна

Доповідь на тему:

«Проблемний метод навчання як засіб розвитку творчих здібностей учнів на уроках фізики»

Вступ

Основною тенденцією в розвитку освіти сьогодні є перехід від традиційного (репродуктивного) навчання, як процесу запам'ятовування та відтворення, до продуктивного, творчого, як процесу розумового та особистого розвитку учня. Одним із методів залучення учня до активної пізнавальної діяльності є проблемне навчання, основна мета якого полягає в забезпеченні активного ставлення учнів до оволодіння знаннями, інтенсивного розвитку їхньої самостійної пізнавальної діяльності та індивідуальних творчих здібностей.

Проблемне навчання, в загальному розумінні, є одним із факторів забезпечення певного рівня якості освітнього процесу, тому тема цього індивідуально-дослідного завдання є досить актуальною. Однак сьогодні проблемне навчання скоріше є теоретичною моделлю розвивального навчання, ніж таким, що реалізується на практиці як цілісний процес. До причин цього можна віднести, по-перше, досить складну технологію реалізації, тому що створення проблемної ситуації - це не просто формулювання проблеми викладачем, а забезпечення усвідомлення учнем несумісності нової інформації з тією, якою він володів раніше, і тому завдання викладача полягає в тому, щоб підвести учня до такого усвідомлення, поставити його перед фактом, який не вписується в систему наявних у нього знань. По-друге, проблемне навчання вимагає значно більших зусиль та витрат часу, ніж стандартне вивчення матеріалу, а в сьогоднішніх умовах (1-2 години на тиждень) не всі викладачі, на жаль, можуть собі це дозволити.

Проблемне навчання передбачає послідовні й цілеспрямовані пізнавальні завдання, які учні розв'язують під керівництвом учителя й активно засвоюють нові знання. Використання теоретичних та експериментальних завдань само по собі ще не робить навчання проблемним. Все залежить від того, наскільки вчителеві вдається надати цим завданням проблемного характеру і поєднувати проблемний підхід з іншими методичними підходами. Завдання стає пізнавальною проблемою, якщо воно потребує роздумів над проблемою, викликає в учнів пізнавальний інтерес, спирається на попередній досвід і знання за принципом апперцепції.

І. Методика організації проблемних ситуацій.

Проблемні ситуації виникають у ході пізнавальної діяльності людини. Тому для введення в проблемну ситуацій: не можна (недостатньо) просто вказати учням на суперечності. Необхідно організувати їхню діяльність так щоб вони самі наштовхнулися на деяку невідповідність пізнаваного наявній у них системі знань. Діяльність ця може бути різною. Наприклад, розв'язання задачі, що дає парадоксальну відповідь, розрахунок, що не підтверджується експериментом, бесіда, у ході якої (найчастіше на основ аналізу дослідів) учитель уміло підводить учнів до усвідомлення певної суперечності.

У навчанні немає дріб'язків. Важливо не тільки те, що говорить учитель, але й як він це говорить. Учитель усім своїм виглядом і поводженням повинен виявляти надзвичайну зацікавленість стосовно досліджуваного явища, спостереження дослідів, їх аналізу; разом з учнями дивуватися отриманій невідповідності, показувати свою «здивованість», спонукати їх до розкриття «таємниці» природи. Без такого емоційного ставлення вчителя до досліджуваного питання проблемне навчання може не відбутися.

Часто на тому самому уроці проблемна ситуація може бути створена багатьма способами. Указати, який з них краще, можна, лише добре знаючи клас.

     А.М. Матюшкін наводить 6 правил створення проблемної ситуації.

1.     Перед суб’єктами учіння слід поставити таке практичне або теоретичне завдання, виконання якого вимагає засвоєння нових знань і опанування нових навичок і умінь.

2.     Завдання має відповідати розумовим здібностям суб’єктів учіння.

3.     Проблемне  завдання дається до пояснення матеріалу, що вивчається.

4.     Проблемними завданнями можуть бути:

·        засвоєння навчального матеріалу;

·        формулювання запитання, гіпотези;

·        практичне завдання.

5.     Одна і та сама проблема може бути створена різними типами завдань.

6.     Розв’язанню дуже складної проблемної ситуації суб’єкт викладання сприяє шляхом указування суб’єкту учіння причин невиконання даного йому практичного завдання або неможливості пояснення ним тих чи інших фактів.

     Під час проведення занять можна використовувати такі рівні проблемного навчання:

·        постановка проблеми та її розв’язання педагогом;

·        створення проблеми педагогом та її розв’язання спільно з учнями;

·        розв’язання учнями проблемних завдань, які виникають у процесі учіння;

·        учні разом з педагогом визначають проблему і самостійно її розв’язують. 

Проблемне навчання як і творчий пізнавальний процес здійснюється в три етапи.

Суттю першого етапу є створення проблемної ситуації, її аналіз і підведення учнів до необхідності з'ясування певної проблеми.

На другому етапі учнів включають в активний пошук розв'язання проблеми. Учні висловлюють здогадки і гіпотези щодо розв'язання проблеми, які в ході обговорення аналізуються з тим, щоб знайти найбільш раціональні способи її розв'язання.

На третьому етапі висловлені здогадки або гіпотези перевіряються теоретично або експериментально, робиться висновок. У ході розв'язку досліджуються деякі сторони об'єкта або явища, що вивчаються. У результаті такої діяльності учні одержують певну систему знань.

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 причину невідповідності.

Проблема виникає з аналізу проблемної ситуації, із з'ясування питання, що не так, що суперечить відомому.

Отже, проблемна ситуація передбачає залучення учня до її розв'язання, її суть в суб'єктивному психологічному стані, у переживанні пізнавальних труднощів, яке супроводжується усвідомленням того, що істина десь близько, щоб її знайти треба лише подумати. Ця "близькість" розв'язку досить важлива для організації проблемного навчання, бо питання, відповіді на які лежать досить далеко, недоступні учням. Проблемна ситуація викликає появу інтересу до виучуваного питання, залучає учня до активного пізнавального пошуку. Ввести учня в проблемну ситуацію - означає наштовхнути його на суперечності.

ІІ. Приклади застосування проблемного навчання на уроках фізики.

Щоб перейти до вивчення теми: «Зіткнення молекул» можна поставити проблему. Вміщуємо зв’язану ниткою гумову кульку, в якій є трохи повітря, під ковпак повітряного насоса й починаємо відкачувати повітря. Кулька поступово роздувається.

Для фронтального експерименту можна взяти замість насоса шприц і помістити в нього гумову маленьку кульку зав’язану ниткою. Спочатку витиснемо повітря з шприца поршнем, закриваємо отвір і рухаємо поршень вгору. Кулька роздувається. Ставимо запитання: як пояснити, що, незважаючи на викачування повітря з-під ковпака, кулька роздувається? Учні можуть відповісти на запитання тільки частково, не розкриваючи природи цього явища повністю. Відповідь може бути така: «У зв’язку із зменшенням густини повітря в кожній одиниці об’єму під ковпаком газ у кульці розширяється». Пояснення цього явища добре підтверджується даними про швидкості молекул газів. Якщо врахувати їх, то можна сказати, що протягом 1 сек зіткнення молекул відбувається в середньому 7,5 мільярдів раз.

При вивченні теми „Розрахунок тиску на дно і стінки посудини” розгляд нового матеріалу починаємо з постановки перед учнями пізнавальної задачі. Наливши в акваріум або будь-яку посудину прямокутної форми води, пропонуємо визначити тиск її 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.

Практична робота: Визначення тиску води на дно посудини.

Необхідні дані:

Існують різні способи створення проблемних ситуацій. Завдання вчителя полягає не в тому, щоб вказати учням на суперечності, а в тому, щоб учні самі їх з'ясували в ході пошукової діяльності.

Наприклад:

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 F_m більша від сили тяжіння 1 кг води чи гирі.

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.

Вивчення атмосферного тиску починаємо із створення навчальної проблеми. Відомо, що повітря під дією сили тяжіння з певною 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 пристосовуємо поршень. Це ­ дерев’яний чи металевий стержень, обмотаний на кінці змоченою у воді ватою чи тканиною.

Нижній кінець трубки встановити 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. Дослід. У стакан  налити води і щільно притиснути аркуш паперу. Перевертаємо стакан, відриваємо руку від паперу – вода не виливається.

Аналізуючи ці три досліди, звертаємо 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 пропонуємо виконати практичне завдання: визначити виграш у силі, який дають певні інструменти. Для цього учням роздають ножиці звичайні, ножиці 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.

Під час вивчення теми "Будова речовини” в 7 класі після короткої вступної бесіди про те, що усі фізичні тіла займають певний об’єм, пропонуємо учням таке питання: ”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 см^3. Потім демонструємо 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 наштовхнув то 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.

Під час вивчення ІІІ закону Ньютона після демонстрацій з динамометрами ставимо запитання: «Коли відкриваємо двері то за ІІІ законом Ньютона протидія дверей повинна дорівнювати сторонній дії. Тоді рівнодійна цих сил дорівнює нулю і за ІІ законом Ньютона прискорення у дверей повинно бути відсутнє. Значить двері не повинні відчинятися. А вони відчиняються. Логічно випливає думка про те, що ІІІ закон Ньютона не вірний». Таким чином створюється суперечність між життєвим досвідом та вивченим матеріалом. Це нова ситуація для учнів і їхні зусилля до розкриття цієї таємниці варті витраченого часу на пошук відповіді у підручнику.

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. Компас” 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.

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.

ІІІ. Приклад «проблемного» уроку

Тема: Електромагнітна індукція.

Мета:

• навчальна: засвоєння учнями нового матеріалу, порівняння теоретичних передбачень із результатами дослідів;

• розвивальна: розвиток навичок учнів висувати гіпотезу на основі початкових знань та додаткових запитань;

• виховна: виховання вміння працювати в колективі на кінцевий результат.

Хід уроку (тривалість уроку – 2 години)

I. Організаційний етап (3 хв). Поділ класу на групи

Принцип формування груп (за бажанням учнів або шляхом жеребкування) залежить від мети, поставленої вчителем: виявити інтелектуальних лідерів, стимулювати слабких учнів, сформувати в учнів поняття про науковий метод тощо.

II. Вступне слово вчителя (2 хв)

Спрямування діяльності учнів на спільне розв'язування вправ, повідомлення регламенту уроку та порядку його проведення.

ІІІ. Формулювання основного завдання (проблеми) (5 хв)

Спершу під час усного опитування учнів треба повторити поняття магнітного потоку. Учитель на дошці малює схему досліду Фарадея, потім, використовуючи котушку, гальванометр і магніт, демонструє явище електромагнітної індукції.

IV. Експериментальні дослідження (15 хв) Робота є групах

Учитель пропонує групам на аркушах паперу скорочено написати, які ще експерименти треба провести, щоб з'ясувати суть явища.

V.  Підсумок першого (експериментального) етапу (15 хв)

Учитель зачитує пропозиції учнів та відразу ставить запропоновані експерименти: змінює полюси магніту, напрямок та швидкість його руху, огортає магніт алюмінієвою фольгою, переміщує котушку тощо. Іноді доводиться проводити до 40 дослідів (деякі з них можуть бути уявними, якщо їх проведення неможливе). Учитель явище не пояснює. На завершення цього етапу оцінюють роботу кожної групи.

VI. Теоретичний етап (15 хв) Робота в групах

Учні мають спробувати розв'язати основне завдання уроку — сформулювати фізичну суть явища, вису­нути свою гіпотезу та на її основі спробувати пояснити досліди. Все це слід записати і здати вчителю.

VII. Підсумок другого етапу (5 хв)

Учитель знову зачитує гіпотези учнів, коротко їх коментує, але без зазначення того, правильні вони чи помилкові.

VIII. Підсумковий етап (10 хв) Робота в групах

Учні остаточно зауважують, яка гіпотеза, на їхню думку, є правильною, або шукають нового способу розв'язати проблему.

IX. Звіти груп (10 хв)

Учитель зачитує остаточні висновки учнів, пояснює суть явища електромагнітної індукції, відкритої Фарадеєм, формулює її закон та оповідає історію відкриття.

X. Підбиття підсумків (5 хв)

Учитель коротко аналізує роботу всіх груп, виставляє оцінки.

XI. Домашнє завдання (5 хв)

Опрацювати відповідний теоретичний матеріал за підручником. На наступному уроці ці самі групи отримують завдання: використовуючи знання про явище електромагнітної індукції, пояснити досліди експериментального етапу. Від кількості й точності пояснень залежатиме оцінка.

Проблемний підхід можна використовувати у вивченні різних тем («Закон Архімеда», «Закон Ома», «Електроліз», «Газові розряди», «Рентгенівські промені», «Радіоактивність» тощо). Практика свідчить, що з не меншим успіхом його можна застосовувати під час проведення лабораторних робіт, уроків-досліджень, уроків-узагальнень, уроків-екскурсій тощо.

Домашнє завдання має бути в трьох рівнях: репродуктивне (обов’язкове), напівтворче, творче.

Висновок

Оцінюючи високо проблемне навчання, необхідно відзначити, що воно не може виступати природним засобом активізації пізнавальної діяльності учнів. І не тільки тому, що вимагає багато навчального часу й не завжди можливе. Головне в тому, що учні повинні бути підготовлені до самостійного розв'язання проблем, тобто мати вже більш і менш сформовані розумові процеси аналізу, синтезу, абстракції, узагальнення, уміти міркувати (пра­вильно будувати умовивід) і т. ін. Крім того, не можна не враховувати специфіку фізики як навчального предмета. Оволодіння мовою фізики і використовуваними в ній прийомами доведення і міркувань вимагає від учнів певних (а часом значних) зусиль. Тому проблемне навчання може застосовуватися спочатку лише епізодично й потребує надання учням значної допомоги з боку вчителя. А традиційний виклад матеріалу в ряді конкретних навчальних ситуацій може виявитися кращим.

Гарний виклад матеріалу, евристична бесіда, евристичні лабораторні роботи вчать правильного проведення аналізу, узагальнення, формують уміння здійснювати уявні експерименти та допомагають оволодіти іншими специфічними для фізики прийомами мислення.

  Отже, в основі проблемного навчання лежить навчальна проблема, суть якої – діалектичне протиріччя між відомими учневі знаннями і новими фактами, явищами, для розуміння яких попередніх знань недостатньо. Це протиріччя служить рушійною силою творчого засвоєння знань.

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

Як ми вже знаємо,що 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.

Список використаних джерел

1.     Давиденко А. Винахідницькі задачі // Фізика. "Фізика-вкладка". - 2004. - №14 (206), травень. - С. 1-7.

2.     Клепач Ю. Комірка чудес // Фізика. - 2004. - №15 (207), травень. - С. 21-28.

3.     Остапчук М.В. Розгляд проблемного навчання фізики крізь призму дидактичної системи // Збірник наукових праць Кам'янець-Подільського державного університету: Серія педагогічна: Дидактика фізики в контексті орієнтирів Болонського процесу. - 2005. - Вип. 11 - С. 57-59.

4.     Триліс О. Неформальні задачі // Фізика. - 2004. - №13 (205), травень. - С. 5-6.

5. Полякова Е.Н., Малафеев Р.И. Развитие логического мышления учащихся в процессе обучения физике / / Проблемы развития творческого мышления студентов и учащихся в процессе обучения физике: Сб.науч.тр. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та , 1998. С.47—51.

6. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. – Москва, 1996г.

7. Родигіна І. В. Компетентісно-орієнтований підхід до навчання. — X.: ВГ «Основа», 2005.

8. Стіл Д., Мередіт К., Тежпл Ч. Методика системи «Розвиток критичного мислення в навчанні різних предметів»: Посібник.

9. Шарко В.Д. Сучасний урок фізики: технологічний аспект/Посібник для вчителів і студентів. – К., 2005.

10. Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мишлении и обучении. М.,1972.