Формирование метапредметных умений ученика при решении качественных задач по физике.

Е.П. Носова, учитель физики

Формирование метапредметных умений ученика при решении качественных задач по физике.

Радикальные преобразования в системе образования, которые нашли своё отражение в  новых государственных образовательных стандартах, ориентируют сегодня цели и ценности образования, прежде всего на достижение  личностных, метапредметных  результатов освоения основной образовательной программы основного общего образования. Среди метапредметных результатов выделяется «умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата» [1]. В связи с этим необходимо поворачивать сознание учащегося не только на оценку конечного  результата, но и на процесс решения учебной задачи, т.е. формировать у ученика умения фиксировать, оценивать и корректировать процессуальную сторону учения. Данная работа демонстрирует возможность формирования такого метапредметного умения у учащихся при решении качественных задач по физике. Описанный приём может быть перенесён на любой предметный материал.

Качественные задачи (задачи -  не требующие вычислений) являются основным показателем усвоения теоретических понятий по физике [3]. Именно такой тип задач вызывает наибольшие затруднения у учащихся, т.к. не найдя в задаче конкретных физических величин, не применив подходящую формулу и не получив точный количественный ответ, учащиеся вообще не задумываются над темой задачи, не выделяют основной понятийный аппарат по этой теме и соответственно не анализируют его. На мой взгляд, большинство учащихся решают такие задачи, опираясь лишь на житейскую составляющую субъектного опыта, игнорируя научные свойства рассматриваемого явления. Так, например, на вопрос учителя, почему ты ответил на вопрос задачи именно так, а не иначе чаще всего ребята отвечают, что так им показалось или так они  видели это, или когда-то слышали.

В связи с этим, кажется,  очень важным обратить внимание учащихся на то, КАК они приходят к ответу на качественную задачу. Для этого на первом этапе необходимо выявить стратегии решения качественных задач у учащихся.  Далее определить наиболее успешные стратегии и, наконец, попытаться, адаптировав эти успешные стратегии к каждому, решать качественные задачи, опираясь на научные понятия.

            Для выявления стратегий решения качественных задач у учеников 8 классов в учебное время была проведена серия уроков-тренингов.

Цель первого урока: выявить индивидуальные стратегии решения качественных задач по физике. Сравнить полученные стратегии, выявить наиболее эффективные с точки зрения учащихся.

План урока-тренинга №1.

1 этап. Прочитать и решить качественную задачу: «Почему лёд не сразу начинает таять, если его внести в натопленную комнату?»

2 этап. Работа в парах. Рассказать друг другу о своём решении и пояснить ответ.

3 этап. Работа в парах. Выявление стратегий. Интервьюирование партнёра по следующему вопроснику:

Постановка задачи: 1. Что побудило тебя взяться за решение этой задачи?

            2. К какому результату ты стремился, когда приступал к решению?

            3. Как ты понял, что можешь решить задачу?

            4. Что происходило во время чтения текста?

Деятельность:

1. Из каких этапов состояло решение задачи? (Читал несколько раз или один?Рисовал? Представлял картинку к задаче? Определял тему задачи? Искал в учебнике или вспоминал подходящие теоретические вопросы? И т.д.).

            2. Как ты решал задачу? Что делал во- первых; во-вторых; в третьих…

3. Как ты размышлял? Какие вопросы (устно, письменно) задавал себе, чтобы постепенно продвигаться к ответу.

            4. Что во внутреннем плане действия тебе помогало искать решение.

            5. Ты что-то представлял? Вспоминал? Рисовал? Проговаривал внутри себя?

6. Что ты делал особенное?

7. Как родилось решение?

Проверка успешности работы.

1. Как ты понял, что движешься в правильном направлении?

2. Что тебе мешало?

3. Что помогало?

4. Что ты делал в случае сложностей.

Завершение работы:

1.      Как ты понял, что решил задачу?

2.      Как ты завершил решение задачи?

3.      Какой последний шаг ты сделал?

4.      Как ты понял, что решение верное?

4 этап. Сравнение стратегий. Работа в группах по 4  человека.

Рассказать группе выявленную в результате интервьюирования стратегию. Сравнить  полученные стратегии, обсудить наиболее эффективные и наименее эффективные действия. Обсудить то, как можно оптимизировать стратегию.

5 этап. Коллективная работа всего класса вместе с учителем. Создание банка наиболее успешных действий.

Нужно отметить, что учителем на этом этапе было замечено, что в графу «что помогало» учащиеся внесли только пункты:   «определение темы задачи», «представление мысленной картинки», «использование учебника». А такие важные, играющие первоочередную роль при решении качественной задачи пункты как, например, «выявление важных теоретических вопросов по теме», «выбор среди основных теоретических вопросов по теме тех, которые являются существенными в этой задаче» и т.д., не вошли в банк данных наиболее эффективных действий, хотя в скрытом виде эти пункты имелись в индивидуальных стратегиях некоторых учеников.

6 этап: Разработка памяток. Работа в первоначальных парах.

7 этап. Презентация памяток.

Примеры памяток, созданных учениками в результате  первого урока-тренинга.

КАК РЕШАТЬ КАЧЕСТВЕННУЮ ЗАДАЧУ?

1.      Взять задачу в руки.

2.      Попросить соседей не болтать, отложить все отвлекающие вещи.

3.      Прочитать внимательно задачу.

4.      Понять тему задачи.

5.      Если нужно воспользоваться таблицами, графиками, учебником, тетрадью.

6.      После решения задачи проконсультироваться с подругой (если работа в парах).

7.      Написать ответ.

8.      Молодец! Ты решил задачу!

ПАМЯТКА. КАК РЕШАТЬ КАЧЕСТВЕННУЮ ЗАДАЧУ?

1.      Поверь в себя.

2.      Прочитай задачу несколько раз.

3.      Пойми о чём идёт речь.

4.      Если надо, представь или нарисуй картинку к задаче.

5.      Если ничего не помнишь, то открой учебник и читай.

6.      На основе своих знаний попытайся решить задачу.

7.      Если ты испытываешь трудность, то проведи эксперимент.

8.      Ты  решил задачу! Напиши ответ!

9.      Молодец!

КАК РЕШАТЬ КАЧЕСТВЕННУЮ ЗАДАЧУ?

1.      Прочитай задачу и обдумай её.

2.      Обратись к учебнику и другим средствам помощи:

- учебник;

- графики;

- знания;

- воображение;

- если возможен эксперимент.

3. Отключись от отвлекающих моментов.

4. Не бойся обратиться за помощью, если что-то не получается.

5. Решай.

6. Проверь решение ещё раз.

7. Запиши решение в тетради.

Выводы учителя после проведения урока-тренинга №1. Выявленные с точки зрения учащихся успешные стратегии на  первом тренинге являются нерациональными при решении качественных задач. Возникает необходимость в проведении второго урока- тренинга по рефлексии используемых учениками стратегий.

План  урока-тренинга №2.

1этап. Решите качественную задачу, используя любую памятку «КАК РЕШАТЬ КАЧЕСТВЕННУЮ ЗАДАЧУ», принятую учениками на первом уроке-тренинге.

В ведре находится вода и плавающий в ней лёд при температуре 0˚С. Что будет происходить с водой и льдом, если температура окружающего воздуха также 0˚С.

2 этап. Коллективная работа. Обсуждение ответов.

В ходе коллективного обсуждения было выявлено, что большинство ребят решили задачу неверно. А тот, кто дал верный ответ, не смог пояснить его. Учитель в ходе обсуждения не называет верное решение.

3 этап. Выявление стратегий решения учениками задачи по памяткам, созданным учащимися на первом уроке-тренинге. (Стратегии выявляются с использованием вопросника,  предложенного на первом уроке-тренинге). Работа в парах. Интервьюирование.

4 этап. Сравнение стратегий. Работа в группах по 4 человека.

5 этап. Коллективная работа всего класса. Создание банка наиболее успешных действий.

Ниже приведены ответы учащихся на вопрос:  что мешало им верно решить задачу, используя памятку, которая на предыдущем тренинге была принята учениками как наиболее успешная.

Как видно из ответов, проблема заключается в том, что ребята выделяют не все понятийные признаки для этой задачи (например, ученик №4 выделяет только два из четырёх понятийных для этой задачи признаков, а именно – температуру таяния льда и температуру кристаллизации воды. А остальные два: выделение энергии при кристаллизации и поглощение энергии при плавлении, -  не выделяет и не анализирует).

6 этап. Полилог. Обсуждение и сравнение всех стратегий, выявленных на прошлом тренинге.

На листе ватмана учителем выписаны все стратегии предыдущего тренинга. Учитель зачитывает все стратегии.

Учащимся предлагается найти те шаги, которые не были ими отмечены, как успешные действия при решении задач и не вошли в памятки на прошлом тренинге, но сегодня помогли бы им решить предложенную задачу.

Учащиеся находят следующие шаги:

·         вспомнить все важные вопросы, связанные с этой темой. (На вопрос одного ученика: «как их вспомнить?», учащиеся отвечают, что можно припомнить вопросы учителя на уроках по отработке данной темы, т.к. обычно эти вопросы и есть самые важные, или посмотреть вопросы после того параграфа, который относится к этой теме: они тоже выделяют из параграфа самое главное в теме). Один ученик предложил после прохождения каждой темы создавать схему: «Самое важное в теме»;

·         вспомнить всё, что мы проходили по это теме;

·         выбрать (методом перебора) из всех важных признаков только те, которые помогут решить задачу (т.е. выделить понятийные признаки – примечание учителя).

7 этап*. (Не был запланирован заранее). Работа в парах. Создание схемы «Самое важное в теме «Плавление и кристаллизация» - это тема предложенной задачи.

Примеры созданных схем.

Схема№1

Схема №2.

Схема №3. (Таблица давалась ранее учителем при обобщении темы. И только  теперь эта таблица воспроизводится учениками, как важный теоретический материал, помогающий решать качественные задачи).

Плавление и кристаллизация.

8 этап*. (Не был запланирован). Работа в четвёрках. Обсуждение созданных схем. Выделение существенных  для данной задачи пунктов, т.е. выделение понятийных признаков.

9 этап*. (Не был запланирован). Индивидуальная работа. Повторное решение задачи с использованием анализа выделенных понятийных признаков.

 10 этап.  Коллективное обсуждение решения. На этом этапе было выявлено, что все ребята верно решили и смогли аргументировано доказать своё  решение. В ходе обсуждения учитель не называет верное решение и не указывает учащимся, чей ответ правильный. Только задаются вопросы типа: как ты думаешь? Почему ты так решил? Кто ещё думает также? У кого есть другие варианты ответа или доказательства?

После выслушивания всех мнений учитель называет правильный ответ. Реакция учеников: «Мы и так были уверены, что ответили верно, потому что всё доказали».

11 этап. Корректировка памяток.

12 этап. Презентация памяток.

Подводя итог, нельзя не отметить, что  изучение познавательных стратегий учеников важно для разработки современной дидактики, направленной на личностное развитие ученика, обеспечения его индивидуальной успешности, передачи ответственности за управление качеством обучения в его руки, направлено на формирование метапредметных стратегий.

Литература.

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования
2. Плигин А.А. Теоретические основы исследования познавательных стратегий школьников.

3.      Усова А.В. Психолого-дидактические основы формирования у учащихся научных понятий. Челябинск, 1978.

4.      Якиманская.  И.С. Личностно-ориентированное обучение в современной школе/М.: Сентябрь, 2000.-112с.