Реферат на тему:

Проблемне навчання як фактор управління якістю навчального процесу

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 цієї
статті 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.

Використання проблемних ситуацій у навчальному процесі активізує
розумову діяльність студентів, сприяє засвоєнню знань, підвищує інтерес
як до матеріалу, який вивчається, так і до самого процесу навчання. А
це, в свою чергу, сприяє підвищенню загального рівня якості освітнього
процесу.

На жаль, у підручниках з фізики проблемні ситуації практично відсутні.
Тому існує необхідність створення навчальних посібників з елементами
евристики, в яких проблемні ситуації повинні зайняти належне місце.

Автори мають певний досвід упровадження в процес вивчення курсу фізики
елементів проблемного навчання, і ця стаття є спробою певного
узагальнення їх досвіду.

Джерелами створення проблемних ситуацій під час вивчення фізики можуть
бути і демонстрація дослідів, і розв’язання цікавих задач, і
нестандартні формулювання та трактування фізичних законів, і інші
варіанти створення фізичних суперечностей чи колізій.

Нижче наведено деякі аспекти та прийоми, що використовуються авторами
для створення проблемних ситуацій під час вивчення курсу фізики.
Зокрема, це: 1) створення колізійних ситуацій під час переходу до
вивчення нової теми; 2) використання факту того, що учні не завжди
правильно розуміють зміст певного фізичного поняття; 3) постановка
задач, у яких відповідь, на перший погляд, здається учням очевидною; 4)
використання помилок та недоліків, що зустрічаються в навчальних
посібниках; 5) виявлення колізій під час реалізації міжпредметних
зв’язків; 6) уведення елементів винахідництва.

Далі наведемо конкретні проблемні ситуації та колізійні конструкції, що
використовують зазначені прийоми, але не потребують значних технічних чи
апаратних зусиль.

Створення колізійних ситуацій під час переходу до вивчення нової теми.
Звісно, використання проблемних ситуацій не є певною “панацеєю” та
універсальним інструментом для вивчення шкільного курсу фізики. Це лише
одна з багатьох складових сучасного інструментарію викладача. Однак не
слід забувати, що навіть старшокласники та студенти перших курсів
технікумів та коледжів за своєю суттю – діти. А діти більш за все
полюбляють грати в певні забавки. У даному випадку автори пропонують
використовувати елементи пізнавальної гри. Головне в цій ситуації не
перейти ту межу, коли сама гра стає домінуючою над процесом пізнання.

Новий матеріал, нова тема майже завжди викликає в учнів спочатку певний
супротив до сприйняття. У цій ситуації важливо забезпечити легке
подолання супротиву шляхом або плавного переходу від однієї теми до
іншої, або створення умов для підвищення мотивації щодо вивчення нової
теми. Зокрема, створити проблемну ситуацію перед вивченням нового
матеріалу можна шляхом демонстрації досліду чи певного явища, яке учні
не можуть пояснити за допомогою наявного в них обсягу знань. Тоді можна
висловити припущення, що певний предмет чи явище має властивості, з
якими учні в курсі фізики ще не знайомилися, але якими потрібно
оволодіти, щоб зрозуміти та пояснити протиріччя.

Ситуація 1. У склянку наливаємо звичайної води, накриваємо її аркушем
паперу й обережно перевертаємо. Учні впевнені, що вода зі склянки
виллється під дією сили тяжіння, але цього не відбувається. Виникає
проблемна ситуація. Тоді учнів підводимо до висновку, що в рідині діють
певні невідомі їм поки що сили, які потребують тлумачення та
відповідного вивчення. Залишилося розглянути взаємодію молекул у рідині
та зробити висновок, що молекули на поверхні мають надлишкову потенційну
енергію і утворюють “плівку”.

Ситуація 2. З пластиліну робимо пташку, кріпимо до неї вантаж, як це
показано на рис. 1 (вантаж повинен у декілька разів бути важчим за саму
пташку). Ставимо учням питання: “Що відбудеться, якщо посадити пташку на
опору?” На перший погляд, оскільки вантаж значно важчий, пташка повинна
втратити рівновагу і впасти. Однак (рис. 2) пташка з опори не падає і
втримує рівновагу.

Рис. 1. Рис. 2

Відповідно, в учнів виникає питання: “Чому так відбувається?”,
підвищується інтерес та розумова активність і в цей час викладачу
залишається сформувати поняття про центр тяжіння тіла.

Використання того, що учні не завжди правильно розуміють зміст певного
фізичного поняття. Ситуація 3. Унаслідок вивчення принципу відносності
Галілея учні знають, що в інерційних системах відліку всі процеси
відбуваються однаково. Запропонуємо учням розглянути дві інерційні
системи відліку: спостерігач, який стоїть нерухомо на Землі, та літак,
який рухається рівномірно та прямолінійно. З літака вистрибує
парашутист. Для пілота літака парашутист буде рухатися вертикально вниз,
а для земного спостерігача – параболою. Отже, в учнів виникає колізія –
падіння парашутиста у двох інерційних системах відліку буде неоднаковим,
усупереч принципу відносності.

Однак початкові умови руху парашутиста в таких системах відліку не є
тотожними. Відносно земного спостерігача він має деяку початкову
швидкість (парашутист рухається зі швидкістю літака), а відносно самого
літака, він є нерухомим.

Ситуація 4. Цікавою є також ситуація з визначенням середньої швидкості
руху тіла за різні проміжки часу. Запропонуємо учням наступну просту
задачу.

Автомобіль проїхав перші 120 км шляху за 2 години і наступні 80 км також
за дві години. Знайти середню швидкість автомобіля. Учні зазвичай
розв’язують задачу такими двома способами.

км/год.

км/год.

І в тому, і в іншому випадку відповіді однакові, тому учні роблять
висновок, що обидва способи є правильними. Запропонуємо тепер учням
аналогічну задачу, але з іншими даними.

Автомобіль проїхав перші 90 км шляху за 2 години і наступні 240 км шляху
за 4 години. Знайти середню швидкість автомобіля.

км/год.

В учнів виникає закономірне питання: “Чому в цьому випадку відповіді не
збігаються?” Ця колізія потребує розв’язання, і викладач повинен лише
допомогти учням це зробити.

Дуже часто учні, навіть найуспішніші, завчають напам’ять визначення чи
постулати, не розуміючи їх фізичного змісту. Ми неодноразово
зустрічалися із ситуацією, коли учень не може пояснити певне явище
своїми словами, а повторює завчене визначення, змінивши лише порядок
слів у ньому. Коли ж запропонувати учням навести приклад певного явища,
знайти його прояви в навколишньому світі, то виявляється, що вони можуть
згадати лише приклади, які наводилися на уроці або описані в підручнику,
а відшукати інші приклади їм не під силу. Далі наведені ситуації, які ми
використовуємо для того, щоб проаналізувати вивчене фізичне поняття чи
факт та з’ясувати його істотні ознаки.

Створення ситуацій, у яких відповідь здається очевидною.

. Оскільки електричний заряд не змінився, то, очевидно, не зміниться і
енергія системи.

. Таким чином, після з’єднання конденсаторів ми втратили половину
енергії. В учнів виникає питання – закон збереження енергії в цьому
випадку не діє?

Ситуація 6. Як зміниться тиск коліс вантажного автомобіля на дорогу,
якщо при навантаженні його маса збільшиться вдвічі?

x

z

j

?Й?Й????????? від чого залежить тиск автомобіля на дорогу. При
навантаженні автомобіля збільшується площа дотику коліс і дороги, тому
після відповідних розрахунків переконаємося, що тиск майже не
змінюється.

 с? У якому випадку потрібна більша швидкість?

.

:

.

. Де помилка?

Учні починають шукати помилку в розрахунках, проте її там немає. Адже
очевидно, що коли ми кидаємо тіло вгору, воно рухається по параболі і на
висоті 15 м побуває двічі: коли підіймається вгору і коли опускається.
Чим більша початкова швидкість, тим довше тіло буде підійматися на
максимальну висоту і відповідно довше буде опускатися. Числа в умові
задачі відповідають випадку, коли тіло рухається вниз.

Використання помилок та недоліків, які трапляються у навчальних
посібниках. Унаслідок авторської чи друкарської помилки в навчальних
посібниках можна зустріти задачі з некоректною умовою, неповними чи
зайвими даними. Проте не варто відкидати таку задачу, не проаналізувавши
її. Вони дають можливість формувати в учнів уміння розпізнавати істотні
фізичні властивості розглядуваного явища, навички виділяти головне та
відкидати зайве.

Задача 1. Тіло, занурене в рідину, витіснило 100 см3 рідини. Знайти
Архімедову силу, що діє на тіло.

Задача 2. Скільки людей може перевезти човен, щоб припустиме занурення у
воду не перевищувало 70% його об’єму?

Це приклад задач з неповними даними, оскільки в першому випадку для
того, щоб знайти Архімедову силу, потрібно знати, про яку рідину
йдеться, а в другому – об’єм та масу човна, середню масу людини.

Задача 3. На тонкому дроті довжиною 2 м підвішений вантаж масою 10 кг.
Знайти жорсткість дроту, якщо його довжина збільшиться на 1 мм.

см, міститься 20 м3 води. Яка виштовхувальна сила діє на рибку об’ємом
0,1 см2, яка плаває на глибині 12 см?

Це приклад задач із зайвими даними, оскільки для знаходження жорсткості
дроту його довжина нам не потрібна, а для знаходження виштовхувальної
сили, що діє на рибку, дані про розмір акваріума, об’єм води та глибини,
на якій плаває рибка, зайві.

Створення проблемних ситуацій з метою реалізації міжпредметних та
внутрішньопредметних зв’язків. Досить часто при створенні проблемної
ситуації учні не знають, як з неї вийти, їх потрібно навчити
висловлювати свої думки, обґрунтовувати факти, аналізувати. Почати цей
процес можна з постановки цікавих питань, наприклад, міжпредметного
змісту.

Запитання 1. Який малюнок висохне швидше: той, що намальований тушшю, чи
той, що намальований чорнилом?

Запитання 2. З часів французької буржуазної революції в Севрі
зберігається вода із річки Сена. З якою метою?

Запитання 3. Слідчий, дослідивши обставини пожежі і з’ясувавши у
свідків, що в день пожежі було сонячно та спекотно, вказав на банку з
водою, що стояла на підвіконні, як на можливу причину пожежі. Чому?

Запитання 4. Чому у людей, які живуть у жаркому кліматі, колір шкіри
темніший, ніж у людей, які живуть у помірному кліматі? Чому на південних
широтах живуть бурі ведмеді, а на північних – білі?

Запитання 5. Чому на Землі немає гір вищих за Еверест, а на Марсі
найвища гора майже вдвічі вища за Еверест?

Запитання 6. Чому при світлі блискавки всі предмети здаються нерухомими?

Запитання 7. Під час грози на відкритій місцевості розпалили вогнище. Чи
може блискавка влучити в нього?

Запитання 8. Під час снігопаду вам на рукав упало дві сніжинки. Чи можна
визначити, яка з них упала з більшої, а яка з меншої висоти?

Запитання 9. Розміри ядер та електронів значно менші, ніж розміри
атомів, тобто всі тіла фактично складаються з пустоти. Чому ми не можемо
пройти крізь стіну?

Постановка таких запитань – це ще не створення проблемної ситуації в
чистому вигляді, проте вони несуть таке ж саме розумове навантаження.
Крім того, джерелом таких завдань можуть бути і самі учні. У кожному
класі виділяються учні, схильні до різних навчальних предметів, тому
домашнім завданням може бути відшукання таких цікавих завдань з того
предмета, який їм подобається найбільше. Це дасть змогу побачити зв’язок
між фізикою та іншими науками.

Уведення елементів винахідництва. Наведені вище прийоми більш удало
можна застосовувати під час гурткової роботи. У зв’язку із фактичною
відсутністю обмеження в часі при проведенні гурткової роботи ми маємо
достатні можливості для застосування методики використання проблемних
ситуацій.

У гуртковій роботі для засвоєння матеріалу можна досить ефективно
використати так звані винахідницькі задачі. Кожна з таких задач є
проблемною, оскільки містить конкретну ситуацію, яка вимагає
розв’язання. Важливим є той факт, що в таких умовах учні не мають жодної
вказівки щодо розв’язання проблемної ситуації, і, навпаки, ви пропонуєте
їм безліч варіантів досягнення позитивного результату.

Результатом винахідницької задачі може бути продукт, спосіб або
застосування раніше відомого продукту чи способу за новим призначенням.
Крім того, розв’язання такої проблемної задачі може містити в собі нову
задачу. Наведемо приклад.

Задача 5. Хвилі, які поширюються на поверхні води, мають значну
механічну енергію. Запропонуйте пристрій, який дасть можливість
перетворювати цю енергію на електричну [1, с.6].

Спосіб розв’язання 1. Використано явище утворення електричного заряду
під час тертя ебонітового стрижня об хутро. Хвиля буде рухати поплавець
1 по напрямних стояках 2. Жорстко закріплений у поплавці ебонітовий
стрижень 3 буде здійснювати зворотньо поступальний рух. Тертя стрижня об
хутро 4 спричинить електризацію (рис. 4).

Проте ефективність такої установки буде занадто низькою. Суттєвим також
буде вплив вологості. Таким чином, виникає наступна задача —
вдосконалити конструкцію.

Спосіб розв’язання 2. У другому варіанті запропоновано перетворити
поступальний рух поплавця 1 на обертальний рух колінчатого валу 4,
з’єднаного з маховиком 3 (рис. 5). Обертальний рух маховика буде
передаватися генератору, що виробляє електроенергію.

Ефективна робота такої конструкції можлива лише за умови сталих
амплітуди та частоти коливань води. Зрозуміло, що в реальних умовах
такого фактично не буває. Тому виникає нова задача: подолати недоліки
конструкції.

Спосіб розв’язання 3. У поплавці 1, який рухається по напрямних стояках
2, закріплена рейка 3 зубчатої передачі. Під час коливання поплавка
рейка приводить в обертальний рух дві шестірні 4 (рис. 6). Шестерні
з’єднані з ротором електрогенератора, який виробляє електроенергію.

Основним недоліком цієї установки є суттєві втрати енергії за рахунок
тертя в зубчастих передачах. Знову-таки виникає нова задача: усунути
вказаний недолік.

Розв’язання 4. Запропоновано використати явище електромагнітної
індукції. У поплавці 1, який рухається по напрямних стояках 2,
закріплений магніт 4. Під час руху поплавця у котушці 3 виникає
електричний струм (рис. 7).

Звичайно, такий пристрій також не позбавлений недоліків, проте,
порівняно з першим варіантом конструкції, є більш досконалим.

Фактично кожен винахід пройшов такий шлях удосконалення, і на такому
прикладі ми, по-перше, розвиваємо в учнів винахідницькі навички, а
по-друге, поступово і роз’яснюємо навчальний матеріал, і підвищуємо
загальну мотивацію до навчання.

Підключати до розв’язання таких задач бажано не лише найуспішніших
учнів, а й учнів з низьким рівнем знань. Останні при цьому будуть
отримувати значний поштовх до засвоєння матеріалу, а також дух
конкуренції буде стимулювати зростання загального рівня знань усієї
учнівської аудиторії.

Зауважимо, що всі вищевказані прийоми елементів проблемного навчання
можна використовувати як окремо, так і в комбінації.

Сьогодні стратегічні пріоритети освіти зміщуються у бік розвитку
особистісних якостей учня, що вимагає від викладачів пошуку нових
підходів до процесу навчання. Використання проблемних ситуацій у
навчальному процесі активізує розумову діяльність студентів, сприяє
міцному засвоєнню знань, підвищує інтерес до матеріалу, що опановується,
і до самого процесу навчання.

ЛІТЕРАТУРА

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

2. Дембіцька С.В., Яблочніков С.Л. Забезпечення якості навчального
процесу в руслі концепції профільного навчання // Збірник наукових праць
Кам’янець-Подільського державного університету: Серія педагогічна:
Проблеми дидактики фізики та шкільного підручника фізики в світлі
сучасної освітньої парадигми. – 2006. – Вип. 12. – С. 39-41.

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

4. Корсун І.В., Сиротюк В.Д. Роль методів та організаційних форм
навчання в активізації навчально-пізнавальної діяльності старшокласників
// Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного
університету: Серія педагогічна: Проблеми дидактики фізики та шкільного
підручника фізики в світлі сучасної освітньої парадигми. – 2006. – Вип.
12. – С. 283-285.

5. 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.

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

Похожие записи