Выступление на педсовете по теме «Преподавание физики с использованием оборудования в рамках модернизации образования»

«Преподавание физики с использованием оборудования в  рамках модернизации образования»    Ж. П. Гришанова МОУ СОШ № 8 с. Русское, учитель физики Текст статьи  «Нет ничего нового под солнцем,  но есть кое­что старое,  чего мы не знаем».  американский педагог Лоренса Питера. Одна из идей развивающего обучения (Тараданова Ирина Ивановна «Технология развивающего обучения») – это идея о наличии затруднения (проблемы) для учащихся в процессе обучения. Проблемная   ситуация   предполагает   умственную   активность   ученика   и   порождает соответствующую мотивацию. Польский педагог В. Оконь так определяет проблемное обучение: «...   под   проблемным   обучением   мы   разумеем   совокупность   таких   действий,   как   организация проблемных   ситуаций,   формулирование   проблемы   (постепенно   к   этому   приучаются   сами ученики), оказание ученикам необходимой помощи в решении проблем, проверка этих решений и, наконец, руководство процессом систематизации и закрепления приобретённых знаний». Теоретической основой проблемного обучения являются основные закономерности творческого познавательного процесса. При   проблемном   обучении   познавательную   деятельность   учащихся   необходимо   развивать   по логике развертывания творческого познавательного процесса, а именно: 1.     Создают   проблемную   ситуацию,   анализируют   её   и   в   ходе   анализа   подводят   учащихся   к необходимости изучения определенной проблемы. 2.   Включают  учащихся в активный  поиск  решения проблемы  на основе имеющихся знаний и мобилизации   познавательных   способностей.   Выдвигаемые   в   ходе   поиска   гипотезы   и   догадки должны подвергаться анализу, с тем, чтобы найти наиболее рациональное решение. 3.   Предполагаемое   решение   проблемы   проверяется   иногда   теоретически,   но   чаще экспериментально. Проблема решается, и на основе этого решения делается вывод, который несёт в себе новое знание об изучаемом объекте.           В соответствии с основными закономерностями творческой познавательной деятельности, которые являются теоретической основой проблемного обучения, проблемное обучение должно начинаться с организации проблемных ситуаций, а не с формулировки учебных проблем. «Самой существенной   чертой   проблемного   обучения   является   не   постановка   вопроса,   а   создание проблемных ситуаций», писал В. Оконь.          Проблемное обучение – это тип развивающего обучения, оно направлено на формирование умений   самостоятельно   решать   познавательные   проблемы,   на   развитие   творческого   мышления школьников. Творческое мышление имеет три этапа: 1.  проблемная ситуация, с первоначальным её анализом и формулировкой проблемы; 2.  поиск пути решения проблемы; 3.  претворение найденного принципа решения проблемы и его проверка. Проблемы  возникали  в физике  каждый  раз, когда  обнаруживались  противоречия  между вновь открываемыми опытными фактами и прежними представлениями, не способными их объяснить. «... каждый раз, когда научное знание в данной области принимало законченную форму теории, опыт и наблюдение вне нас существующего мира обнаруживали новые факты, которые никак не укладывались в рамки теории и, наоборот, явно ей противоречили. Под давлением новых фактов вырастала новая теория», писал академик А. Ф. Иоффе.              Для создания проблемных ситуаций на уроках физики необходимо выявить возможные типы противоречий, которые могут возникать в ходе изучения физики. На   уроках   физики   можно   для   создания   проблемных   ситуаций   использовать   три   типа противоречий: 1.   противоречия между жизненным опытом учащихся и научными знаниями; 2. противоречия процесса познания противоречия между ранее полученными учениками знаниями и новыми); 3.  противоречия самой объективной реальности.  Суть проблемного урока – творческое усвоение знаний. Напомню основные этапы проблемного урока: 1. первое звено творчества – постановка проблемы. 2. второе творческое звено – поиск решения.  Выдвигаются самые разные гипотезы, но только одна из них выдерживает строгую проверку и превращается в решение. Именно в этот момент раздается «Эврика!», ибо действительно открыто новое знание.  3. третье   звено   творческого   процесса   –   выражение   решения.  Как   подметил академик А.М.Матюшкин, мысль рождается голенькой и понятной только одному исследователю. Только   в   «одетом»   виде   она   может   стать   достоянием   других   людей.   Поэтому   новое   знание выражается соответствующим научным (физическим)  языком в общественно принятой форме.  4. четвертое звено творческого процесса – реализация продукта –  представление продукта людям. Важный и ответственный этап проблемного обучения – создание проблемной ситуации. Главным средством для этого служат проблемные вопросы, однако, на уроках физики с этой целью можно использовать   демонстрационный   и   мысленный   эксперимент,   фронтальные   опыты, экспериментальные   задачи   и   т.д.   Для   успешной   постановки   проблемы,   она   должна   содержать познавательную   трудность   и   видимые   границы   известного   и   неизвестного,   вызвать   чувство удивления при сопоставлении нового с неизвестным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков. Проблемный вопрос должен содержать противоречивость информации и вызывать необходимость и желание сравнивать, рассуждать, анализировать данные, обобщать их, т. е. искать закономерность. Так, например: “Почему тонет брошенный в воду гвоздь, а тяжелое судно плавает?” будет проблемным, а вопрос: “Почему тела плавают?” будет информационным, поскольку он требует для ответа лишь знаний.  Таким   образом,   я   считаю,   что   создание   проблемных   ситуаций   на   уроках,   делает   урок   более значимым, так как это следует логике процесса научного познания.  Ф – Г – М – Э (факты – гипотеза – модель – эксперимент) Предметные   знания,   сами   по   себе,   по   моему   убеждению,   являются   “мертвым   грузом”, который в дальнейшей жизни не используется учениками, а умение выдвигать гипотезы, решать проблемы   дает   возможность   гармонично   сосуществовать   с   окружающей   средой.   Рассмотрим пример   создания   проблемной   ситуации   на   уроке   физики   по   теме  “Диффузия”  в   7   классе. Учащимся предлагается  определить скорость диффузии  запаха в помещении и сравнить ее со скоростью движения молекул, которая сообщается ученикам. Скорость молекул примерно 400 м / с, она соизмерима  со скоростью пули.  После расчета скорости диффузии  учащиеся  получают результат: примерно 25 см /с. Для расчета им необходимо вспомнить, как рассчитать скорость, зная   путь   и   время.   Возникает   проблема:   почему   скорость   диффузии   много   меньше   скорости молекулы? Учащиеся выдвигают свои гипотезы и пытаются объяснить данный факт, используя первоначальные   сведения  о  строении  вещества.  Урок  физики  по  теме  «Инерция».  Предлагаю детям представить движущийся пароход. На палубе стоите вы и бросаете мяч вертикально вверх. Куда упадет мяч?  Посыпались ответы учащихся: передо мной, на палубу, прямо мне в руки, в воду. Далее ребятам говорю: «Итак, сколько же разных мнений у нас в классе?» ­  много мнений.  «Значит, какой вопрос возникает?» ­ кто из нас прав, куда упадет мяч?1   Пример:  Строение вещества.   7 класс. Чтобы вести разговор о том, что все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов) предлагаю объяснить факт исчезновения куска сахара   в   стакане   с   чаем.   Оказывается,   сахар   не   исчез,   ведь   сохранилось   его   отличительное свойство (чай стал сладким), вероятнее всего он распался на мельчайшие крупинки. Выдвигаем гипотезы, проверяем с детьми, насколько мала эта частица. Например,   в  11   классе   при   изучении   природы   света,   прошу   учащихся   подумать   над   тем: «Какими   способами   передаются   воздействия   одного   тела   на   другое?»   (например,   как   можно заставить звенеть колокольчик). После обсуждения приходим к выводу, что возможны только два способа передачи воздействий: 1.  путем переноса частиц вещества от одного тела к другому; 2.  посредством окружающей их среды. После   этого   сообщаю,   что   на   этой   основе   во   второй   половине   17   века   исторически   почти одновременно возникли две теории света: 1.  корпускулярная (И. Ньютон 1672­1674 гг) 2.  волновая (Х. Гюйгенс 1678 г) Обе теории удовлетворительно объясняли явления отражения и преломления света. Но вследствие того, что авторитет Ньютона в то время был выше, то приняли корпускулярную теорию света. Открытие явлений интерференции и дифракции  (О. Френель, Т. Юнг, Гримальди) показало, что эти явления хорошо объяснялись с волновой точки зрения, а не с корпускулярной. В начале 20 века А. Эйнштейн (1905 г) высказывает гипотезу о квантовой теории света. Свет обладает дуализмом, то есть «двойственностью» ­ в одних случаях ведет себя как волна, в других случаях, как поток частиц. Итак: свет – это электромагнитная волна... (говорим почему). При  изучении   тепловых   явлений  учащимся   неоднократно   подчеркиваю,   что   все   тела, находящиеся   в  длительное  время   в  контакте   друг  с  другом,  имеют   одинаковую  температуру. Предлагаю   учащимся   измерить   температуру   в   разных   частях   кабинета   и   убедиться,   что   она одинакова.   После   этого   прошу   их   потрогать   различные   тела:   железный   гвоздь   и   деревянную линейку, книгу и батарею отопления и т. д. Они обнаруживают, что температура различных тел на ощупь кажутся разной. В конечном итоге выясняем, почему это так, кажется. При  изучении   атмосферного   давления  в   7   классе   хорошую   проблемную   ситуацию   создает следующий занимательный опыт: сваренное вкрутую и очищенное яйцо, положенное на горлышко графина, втягивается  внутрь его, если предварительно бросить в графин зажженную бумагу и быстро закрыть графин яйцом. Проблемная ситуация рождается в силу того, что яйцо втягивается в графин «само», якобы без внешнего воздействия. Проблемные   ситуации   возникают   в   ходе   познавательной   деятельности   человека.   Поэтому   для введения   в   проблемную   ситуацию   нельзя   (недостаточно)   просто   указать   учащимся   на противоречие. Необходимо так организовать их деятельность, чтобы они сами натолкнулись на некоторое несоответствие познаваемого с имеющейся у них системой знаний. Нередко одна и та же проблема может быть решена различными способами: 1. Ситуация неожиданности 1 Ответы учащихся В 9 классе изучение закона Бернулли начинаю с таких вопросов: ­ почему сильный ветер вздымает легкие предметы высоко над землей, а не прижимает их к земле? ­   при   ураганном   ветре   наблюдались   случаи,   когда   крыши   домов   внезапно   отделялись   и подбрасывались вверх; ­ почему при порывах ветра зонт выворачивается наружу? ­ почему опасно находиться на краю перрона, когда рядом с большой скоростью проходит поезд? Как объяснить это с точки зрения физики? В 10 классе при изучении электрического тока в различных средах использую рассказ об огнях святого Эльма: Там волны с блесками и всплесками Непрекращаемого танца, И там летит скачками резкими Корабль Летучего Голландца. Ни риф, ни мель ему не встретятся, Но, знак печали и несчастий, Огни святого Эльма светятся, Усеяв борт его и снасти. Н. С. Гумилёв Как объяснить возникновение огней святого Эльма на кораблях? 2. Ситуация конфликта. Используется в основном при изучении физических теорий и фундаментальных опытов. Например, при изучении в 11 классе СТО, ставился вопрос о том, что законы электродинамики Максвелла неверны, когда обнаружился отрицательный результат опыта А. Майкельсона (1881 г). Разрешение   этих   проблем   носит   преимущественно   характер   «проблемного   изложения»,   когда ставится и разрешается проблема учителем. Цель организации таких ситуаций, с одной стороны, в возбуждении интереса учащихся к проблеме, а с другой – демонстрация образцов решения научных проблем, имеющих место в истории науки. 3.     Ситуация   опровержения   создается   в   тех   случаях,   когда   учащимся   предлагается   доказать несостоятельность какой­либо идеи, доказательства, проекта и т. п. Например, после  изучения закона сохранения и превращения энергии, спрашиваю: «Почему сейчас не рассматриваются проекты вечных двигателей?» После  обсуждения учащиеся  приходят к выводу  о том, что невозможна работа двигателя  без затрат энергии. 4.     Ситуация   несоответствия   возникает   в   тех   случаях,   когда   жизненный   опыт,   понятия   и представления,   стихийно   сложившиеся   у   учащихся,   вступают   в   противоречие   с   научными данными. При   изучении   в   9   классе  свободного   падения,   говорю   о   том,   что   древнегреческий   учёный Аристотель утверждал, что «... тело большей массы падает на землю быстрее, чем тело меньшей массы». Прав ли Аристотель? Чаще всего ребята согласны с высказыванием Аристотеля. Далее проделываются опыты (два листа бумаги, один из которых скомкан, два кружка – железный и бумажный), в результате которых учащиеся приходят к выводу о том, что здесь свою роль играет сопротивление воздуха. При изучении атмосферного давления в 7 классе задаю вопрос: «Производит ли атмосферный воздух давление на находящиеся в нём тела?». Если получен отрицательный ответ, то можно сказать, что «... ведь вода оказывает давление на погруженное в неё тело, почему же воздух не может оказывать давления?» Далее проделываем опыт: неполный стакан с водой и лист бумаги или цилиндрический сосуд с краном, из которого выкачан воздух. Бывает иногда и так, что формулировка вопроса сразу создает проблемную ситуацию. Например,   после  изучения явления  теплопроводности  в  8   классе,   учащиеся   уже   знают,  что теплота может передаваться постепенно от более нагретой части тела к менее нагретой, задаю вопрос: «Почему в помещениях под потолком температура воздуха обычно бывает выше, чем внизу, около пола, хотя нагреватели – батареи отопления – находятся внизу?» Здесь учащиеся сталкиваются с принципиально новым для них явлением. Его нельзя объяснить передачей теплоты путем теплопроводности. После обсуждения данной проблемной ситуации приходим к выводу о том, что здесь имеет место другой вид теплопередачи – конвекция. Вы пошли в поход, как охладить газ, воду? Учащиеся предлагают разные варианты как это можно сделать. Оказывается в этом может помочь... Солнце и мокрая тряпка. Проблемное обучение, как показал мой опыт его использования, может привести к серьезным положительным   результатам   в   развитии   учащихся   только   в   том   случае,   если   его   применять систематически и оно охватывает основные виды учебной деятельности учащихся.  Из общего числа учащихся в  7 классе  83% школьников имеют устойчивый интерес к изучению физики (13% учащихся ­ желанием поступить в ВУЗ, 30% изучают ее для познания физических явлений , 40% учащихся ­ желанием знать больше для получения специальности). В  11 классе только 30% учащихся имеют устойчивый интерес; а 75% учащихся от общего числа – желанием получить аттестат. Таким образом, можно сделать вывод, о том, что за годы изучения физики устойчивый интерес к предмету остается только у тех учащихся, которые выбрали этот предмет для поступления в ВУЗ, где он является профилирующим. Список использованной литературы:  1.  Р. И. Малафеев «Проблемное обучение физике в средней школе», М., «Просвещение», 1980 г 2.  Р. И. Малафеев «Вечера занимательной физики» Ж. «Физика в школе» № 6 2004 г 3.  А. М. Матюшкин «Проблемные ситуации в мышлении и обучении» М., «Педагогика», 1972 г 4.  М. И. Махмутов «Проблемное обучение» М., «Педагогика», 1975 г 5.  А. В. Усова «Проблемность в обучении физике» М., «Просвещение», 1975 г