Статья на тему "Реализация проблемного обучения путем решения изобретательских задач"

Реализация проблемного обучения путем решения изобретательских задач Давлетшина Фарида Айратовна, преподаватель специальных дисциплин ГБПОУ РС (Я) «Светлинский индустриальный техникум» Перед   педагогами   всегда   стоял   вопрос,   как   повысить   интерес   обучающихся   к занятиям   по   дисциплинам   технического   направления?   Один   из   путей   решения   этого вопроса является проблемное обучение. Целью   проблемного   обучения   является   формирование   мотивации   учебной деятельности у обучаемых посредством активизации интереса к предмету изучения.  Рассмотрим   психологическую   сущность   проблемного   обучения.   Проблемным называется такое обучение, при котором преподаватель создает проблемную ситуацию, в которой есть такие психологические факторы, как интерес, а точнее обостренный интерес и огромное любопытство. Любопытство заставляет искать ответы, обмениваться мнениями, искать информацию в литературе, находить решение. Преподаватель намеренно выбирает проблемную ситуацию, для решения которой обучающиеся, не имеют достаточных знаний. В итоге у обучаемых создается мотивация и положительный настрой на работу. В этом и есть психологическая сущность проблемного обучения. Создавая проблемную ситуацию на уроке,   поддерживается   положительная   эмоциональная   среда,   взаимодействие   с преподавателем на равных. В педагогике, выделяются следующие типы проблемных ситуаций: 1. Учащиеся не знают способа решения поставленной задачи, не могут ответить на проблемный вопрос; 2. Учащиеся   сталкиваются   с   необходимостью   применения   ранее   полученных знаний в новых обстоятельствах 3. Учащиеся находят противоречия между теоретическим путем решения вопроса и практической неосуществимостью избранного способа; 4. Ребята   обнаруживают   противоречие   между   достигнутым   результатом   и отсутствием теоретического обоснования. В   роли   проблемных   ситуаций   на   занятиях   по   дисциплинам   технического направления   выступают   изобретательские   задачи,   которые   помимо   проявления любопытства и интереса вызывают развитие творческих и изобретательских способностей, и   навыков.   Развитие   выше   указанных   способностей   на   уроках   поможет   проблемное обучений   посредством   использования   теорию   решения   изобретательских   задач   ­   ТРИЗ. Опыт   использования   решения   ТРИЗ   показал   возможность   повышения   творческого потенциала будущих специалистов, активных новаторов на производстве. Работа по ТРИЗ делится на три этапа.  Первый этап: требуется выявить противоречие.  Второй этап: трансформировать его в другой вид (если это необходимо).  Третий этап: найти способ устранения противоречия. Проиллюстрируем выше сказанное конкретными примерами из опыта работы Задача 1.  Как   измерить   высоту   пещеры,   до   свода   которой   не   доходит   свет   фонарика,   а вскарабкаться   по   стене   невозможно?   Нужен   простейший   способ,   причем   вес   приборов минимален. Противоречие: требуется прибор, почти немеющий вес Способ устранения противоречия: использовать выталкивающую силу Решение: Надо взять с собой ненадуый воздушный шарик на длинной веревке, надуть его и подогреть, потом отпустить к потолку пещеры. В том месте, где держала рука сделать отметку когда шар перестал подниматься Задача 2.  Ажурные вышки ЛЭП состоят на прочных бетонных фундаментах. В свою очередь фундамент должен покоиться на прочном грунте. На севере выбора нет, прочный грунт ­ это монолит вечномерзлого грунта. Лишь небольшой верхний слой оттаивает летом, ниже этой глубины и устраивают фундаменты. Но изредка (когда именно неизвестно) выпадает особенно жаркое лето, тогда от прогретого бетона может растаять окружающий грунт и вышка пошатнется, а то и упадет. Поэтому все лето дежурная бригада следит за трассой ЛЭП.   Технология   проверки   примитивная:   вертолёт   зависает   около   вспышки,   рабочий спускается вниз и с помощью «контрольного прибора» ­ заостренного стального стержня ­ протыкает землю в нескольких местах. В определении глубины оттаявшего грунта легко ошибиться: стержень может наткнуться на камень или обломок бетона. Нужен надежный и простой способ определения глубины оттаявшего грунта, не требующий участия человека. Пролетел, скажем, вертолет над трассой один раз ­ и все ясно; или еще лучше: у оператора на схеме трассы зажглась красная лампочка, значит надо отправлять аварийную бригаду на вертолете. Ваше предложение? Противоречие:   Нужен   надежный   и   простой   способ   определения   глубины   оттаявшего грунта, не требующий участия человека Устранение противоречия: Использовать механические, физические характеристики грунта и термомеханические, термоэлектрические, термомагнитные эффекты теплового поля. Идея:   при   оттаивании   меняются   механические   и   физические   свойства   грунта:   он разжижается,   частицы   не   связаны   между   собой,   появляется   вода,   грунт   становится проводником тока, изменяются его акустические свойства. При прямом преобразовании теплового   поля   в   сигнальное   поле   надо   использовать   физические   эффекты (термомеханические, термоэлектрические, термомагнитные эффекты) Решение:  а)   появившаяся   вода   замыкает   контакты   и   вспыхивает   лампочка   или   посылается радиосигнал б) пьезокристалл освобождаясь ото льда, выталкивает на поверхность яркий знак в)   фитиль   нижний   конец,   которого   опущен   в   емкость   с   раствором   яркой   краски, вмороженную   в   грунт   на   критической   глубине   (оттаявшая   краска   поднимается   по фитилю, и на поверхности расплывается яркое пятно) г)   на   критической   глубине   расположить   емкость   с   кипящим   при   ОС   газом   или раствором,   выделяющим   газ,   газ   по   шлангу   поступит   на   поверхность   и   надует воздушный шар с яркой окраской д)   растаявшая   вода   внутри   грунта   может   растворить   соль   между   электродами   и получится   простейший   химический   источник   тока,   который   обеспечит   работу радиопередатчика. Задача 3.  Воздушная линия ЛЭП проходит через местность, в которой сильно повышается температура.   При  этом  от  теплового   нагрева  провода   сильно  удлиняются  и   опасно провисают. Известны различного рода натяжные компенсаторы, но они усложняют и удорожают строительство и эксплуатацию ЛЭП. Было предложено сделать опоры ЛЭП выше не 5­7 м, однако это резко повысило бы стоимость сооружения линии. Как быть? Противоречие:   Увеличение   высоты   опоры   приведет   к   увеличению   стоимости сооружения линии, что экономически неоправданно. Устранение   противоречия:   использовать   современные   материалы   для   крепления проводов. Решение:   стержень,   скрепленный   с   проводом   нужно   выполнить   из   нитинола   (ранее приобретенное знание из курса материаловедения сплавы с памятью ­ слав обладающий эффектом   памяти   формы)   с   температурной   точкой   изменения   формы   в   наружном интервале   температур:   при   достижении   критической   температуры   нитиноловый элемент будет укорачиваться (изгибаться, принимать форму волны и т.п.) и натягивать провод. Задача 4. На ламповом заводе возникла проблема в связи с массовыми жалобами потребителей на то, что качество ламп низкое: они быстро выходят из строя ­ перегорают спирали. Как сказал директор, давление газа внутри лампы отклоняется от нормы. Возникает вопрос: как его измерить? Предлагалось взвешивать каждую лампу. Зная массу баллона лампы и объем ее колбы, вычислять давление. Но масса газа в баллоне мала, поэтому нужны очень точные измерения. Это в условиях массового производства нежелательно, так как усложняет и удорожает технологический процесс. Как быть? Противоречие:  Увеличение   точности   измерений   влечет   к   замедлению   темпа   выпуска   ламп   и возрастание их стоимости Способ  разрешения  проблемы:  применить  эффект  коронного  разряда. Если  на  нить накала подать высокое напряжение, то яркость и размер возникающей внутри лампы короны будет зависеть от давления газа; сравнивая полученную корону в каждой лампе с принятой за норму, можно легко отбраковывать некачественные лампы. Содержание задач ТРИЗ можно найти в литературе, а также придумать вместе с ребятами. Методика изучения ТРИЗ является одним из способов успешной реализации проблемного обучения. Литература: 1. Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем. – М,: Просвещение, 1990.­ 226с.  2. Малофеев Р.И. Проблемное обучение физике в средней школе. –М,: Просвещение, 1980.­128с. 3. Локтионов   А.В.   Статья   «Проблемное   обучение   средствами   изобретательских задач», научно ­ методический журнал «Физика в школе» №3 2010г