Цикл научного познания
| скачать Белгородский региональный институт повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов Развитие научного стиля мышления учащихся при обучении физике Автор опыта: Зарудняя Наталья Александровна, учитель физики Вейделевской средней школы 2004 год Мышление – способность человека рассуждать, представляющая собой процесс отражения объективной действительности в представлениях, суждениях, понятиях. («Словарь русского языка» С.И.Ожегов) Многолетний опыт преподавания физики в школе убеждает в том, что наиболее эффективны те методы обучения физике, которые отражают методы этой науки. Чтобы школьники успешно овладевали ими и пользовались как инструментом получения новых знаний, предлагаю регулярно проводить для учащихся аналогию между полным циклом научного познания, состоящего из ряда звеньев, и работой над учебной физической задачей, имеющей ряд этапов. Это можно сделать с помощью такого сопоставления.
В итоге такого сравнительного анализа учащиеся понимают, что работа над физической задачей – это физическое мини-исследование. Они убеждаются: методами научного познания помогают овладеть учебные задачи. Это меняет в лучшую сторону отношение учеников к задачам, их решению. Тем не менее, учащимся нужно повторять, что поиск ответа на вопрос каждой учебной задачи – процесс исследовательский, творческий и трудный. Учебная задача в отличие от научной более проста и содержит цель, которая уже достигнута наукой, но учащимся это неизвестно. Поэтому, решая задачу, они делают «открытия», что вызывает эмоциональные переживания и знакомит с общими чертами научного метода. Направления моей деятельности:
Задачи: 1.Развивать у учащихся самостоятельность мышления по применению знаний в различных ситуациях. 2. Формировать элементы творческого поиска на основе приёмов обобщения. 3.Развивать у учащихся коммуникативные способности: принимать участие в обсуждении способов решения физических задач; выслушивать мнение своих одноклассников; распределять задания между товарищами (с учётом их способностей); способствовать сотрудничеству в парах, группах и т.д. 4.Развивать мыслительные способности учащихся; учить анализировать; сравнивать; делать выводы и обобщения; ставить и разрешать проблемы. 5.Обеспечить развитие творческих способностей: строить цепочку логических рассуждений; высказывать собственные суждения; формулировать выводы и заключения. ^ Совершенствование направлений в методике обучения учащихся решению задач происходит с учётом психологических особенностей учащихся в соответствии со следующими принципами:
Каждый учащийся вовлечён в активную познавательную деятельность и работает в ситуации успеха. Обучение индивидуализировано не только внутри темы, но и внутри урока, что позволяет ученику работать в своём темпе, на своём уровне сложности – репродуктивном, аналитическом, творческом. Увеличена доля самостоятельной работы учащихся на уроке. Учитель помогает преодолевать трудности, организует и регулирует процесс обучения. ^ Система работы по развитию научного мышления учащихся состоит из следующих компонентов:
^ Общая установка - не давать знания в готовом виде. Зона интеллектуального развития - это когда учащийся может выполнить задание без помощи педагога. Использую: 1. Методику успеха: а) предварительного успеха - задание чуть труднее обычного; б) период вынужденного успеха - задание еще труднее; в) период реального успеха - задание все усложняется, т.е. трудности нарастают, оценки не ставим, определяем уровень способности. 2. Самостоятельную работу: учащиеся самостоятельно ищут ответ на поставленный вопрос, используя прошлые знания или вспомогательную литературу. 3. Приемы сравнения: а) сравнения межвидовые, межродовые, внутриродовые; б) придумать аналогичные задания; в) самостоятельный поиск объекта (предмета) для сравнения задания; г) найти в группе предметов лишний. 4. Самоконтроль: а) найти то место в задании, которое было для тебя самым трудным; б) найти то место в задании, которое ты еще раз хотел бы проверить. Почему именно так? в) как осуществлять проверку и почему именно так? 5. Чередование приемов работы: а) трудного с легким; б) теорию с практикой; в) эмоционально насыщенного материала (большой объем) с материалом, который требует размышлений; г) письменной и устной работы; д) рассказа педагога и самостоятельной работы учащегося; е) беседы с рассказом; ж) материала для заучивания наизусть с материалом, который не требует точного воспроизведения. ^ Как известно, решение задач играет огромную роль в обучении физике. Поэтому задачи выступают как главное средство развития научного мышления учащихся. Умение решать задачи – критерий успешности обучения физике. «Умение решать задачи есть искусство, приобретающееся практикой» (Д.Пойа) Стремление сформировать умение учащихся строить мыслительный процесс при решении задач, научить, как и в какой последовательности действовать, оперировать условиями задачи, привело к возникновению новых и совершенствованию «старых» направлений в методике обучения учащихся решению задач: ^ Учитель составляет дидактические материалы под названием «Решите задачу, используя образец». Они содержат:
Пример. Рассмотрите, как строится изображение светящейся точки, находящейся на главной оптической оси собирающей линзы на расстоянии d от неё, в случае а. Постройте изображение светящейся точки для случая б.
^ Для развития желания решать задачи и активизации самостоятельности я прелагаю желающим самим выбирать себе задачи из разных задачников и решать их. По каждой теме предлагаю решить любые 15-20 задач за определённое время. Срок сдачи задания устанавливаю таким образом, чтобы он наступал через 1-2 недели после проведения контрольной работы по данной теме. ^ Активизация мыслительной деятельности учащихся невозможна без знаний ими определённых методов научного мышления. Один из них – метод «от противного», известный ученикам из курса геометрии. ^ . Может ли свободный электрон поглотить фотон? Решение. Предположим, что свободный электрон может поглотить фотон. Запишем для этого случая законы сохранения импульса и энергии, считая взаимодействие нерелятивистским. Получим, v=2c. После взаимодействия электрон должен обладать скоростью в два раза большей скорости света. Этот результат противоречит СТО. Значит, свободный электрон не может поглотить фотон. Использование метода «от противного» при решении задач способствует формированию у учащихся научного стиля мышления, умений формулировать умозаключения, анализировать, синтезировать и обобщать. Применение этого метода оказывается весьма полезным при изучении некоторых физических, абстрактных понятий – таких, как «электрический заряд», «электрическое поле», «магнитное поле» и др. ^ 5.Поэлементный подход. Поэлементный подход заключается в том, что в классе педагог организует целенаправленную работу над каждым отдельным действием обобщенного алгоритма решения задач. Учитель добивается того, чтобы каждый ученик перед решением задачи планировал свои действия, а после решения комментировал их; тем самым развиваются мыслительная и речевая деятельность. Создаётся ситуация, когда учащиеся вступают в диалог в ходе обсуждения задачи; основой диалога служит алгоритм. Пример. Рассмотрим один тип задач - по теме «Теплота и работа». Технологическая цепочка – последовательность действий при обучении, соответствует поэлементному подходу к решению задач. Она следующая: Шаг 1. Повторение формул по теплоте и работе. Шаг 2. Обучение записи условия задачи. Шаг 3. Выбор основного уравнения и запись объяснения задачи. Шаг 4. Сообщается алгоритм решения задач такого типа. Шаг 5. Проверка ответов по наименованиям. Шаг 6. Расчёт численного ответа. Шаг 7. Проверка ответа на достоверность («на глупость»). ^ 7.Решение задач конструкторского характера. 8.Составление задач-таблиц. Факторы, связанные с самой задачей и её содержанием.
Исторический материал, показывающий, как шло обогащение научных знаний, всегда вызывает интерес ребят. Пример. Учёным древности удалось установить, что 1) свет распространяется прямолинейно, 2) отражается от гладкой поверхности, 3) меняет направление своего распространения при переходе из воздуха в воду, 4) световые пучки, пресекаясь, не «возмущают», т.е. не искажают друг друга. Какими опытами вы можете подтвердить эти открытия? Эта задача и подобные ей иллюстрируют роль эксперимента в процессе познания: он выступает как критерий истины. Но могут быть исторические задачи и другого типа. Главное, чтобы в них «прозвучали» следующие вопросы: Как и при каких обстоятельствах совершено открытие? Что привело учёного к этому? Какие факты и наблюдения натолкнули его на решение? В чём состоял его оригинальный подход к проблеме? На какой гипотезе он основывался? И т.д. Такие материалы раскрывают динамику познания (от простого к сложному, от частного к общему, от конкретного к абстрактному, от одного явления к другому через их взаимозависимость) и развивают мышление учащихся.
Задача формулируется так, чтобы охватить как можно больше ситуаций. Пример. Что произойдёт, если тонкую трубку опустить вертикально в сосуд с водой, закрыть верхний её конец пальцем, затем вынуть трубку из воды и снять палец? Почему? Как объяснить происходящее на каждом этапе? Как изменятся результаты опыта, если брать трубки других сечений и длин, использовать другие жидкости? Почему? Проверьте на опыте свои предположения. Сделайте выводы. Можно ли такую трубку использовать в качестве пипетки? Обоснуйте ответ. Решая задачу, ученики начинают понимать, что решить любую задачу, в том числе учебную, нелегко: надо проявить настойчивость и смекалку, уметь ставить себе вопросы и отвечать на них, выявлять разные взаимосвязи. Становятся понятными слова знаменитого физика В.Гейзенберга: «Часто правильно поставленный вопрос означает больше чем на половину решение проблемы».
В ходе их решения учащиеся получают представление о том, как устанавливается та или иная количественная физическая закономерность, как опытные факты могут обосновывать теоретический вывод. Пример1. Сконструируйте из пробирки прибор, действующий как собирающая линза. Создайте из пробирки прибор, который давал бы уменьшенное изображение рассматриваемого предмета. Сконструируйте из пробирки прибор, который одновременно действовал бы и как собирающая, и как рассеивающая линза. Придумайте, как сделать из пробирки прибор, который позволит сравнивать показатели преломления двух веществ (относительно воздуха). Пример 2. Разработайте план многоэтапного эксперимента по выяснению зависимости электрического сопротивления проводника: от чего оно зависит и как. Проведите опыт по своему плану, а затем сделайте вывод.
К таким методам относятся: метод принципов, метод гипотез, метод анализа размерностей, статистический метод, метод графов и т.д. Пример1. (метод принципов) Какую скорость в горизонтальном направлении нужно сообщить телу, чтобы оно в полёте не меняло своей высоты над поверхностью Земли? Рельеф поверхности и атмосферу в расчёт не принимать, траекторию считать близкой к окружности. Пример 2. (метод анализа размерностей) Получите формулу для расчёта силы лобового сопротивления движению в жидкости. Пример 3. (метод графов) Для тепловой электростанции требуется построить цилиндрическую кирпичную трубу высотой 100м. Имеется кирпич, плотность которого 1700 кг\м3. Какой прочности должен быть этот кирпич, чтобы выдержать четырёхкратное напряжение? Пример 4. (метод «чёрного ящика») Дан «чёрный ящик» с двумя выводами. Имея батарейку и амперметр, определите, какая электрическая цепь находится внутри него. ^ 1. Исследовательский подход в обучении. Его характерная черта - реализация идеи "Обучение через открытие". В рамках этого подхода ученик в совместной духовно-практической деятельности с учителем создает знания, умения, объекты или то и другое. 2. Коммуникативный или дискуссионный подход. Он предполагает, что ученик на какое-то время становится автором какой-либо точки зрения на определенную научную проблему. При реализации этого подхода формируются умения высказывать свое мнение и понимать чужое, искать позиции, объединяющие обе точки зрения. 3. Групповой подход. Каждая группа работает над общим заданием. Итоги деятельности обсуждаются. ^ Одна из важнейших задач, стоящих перед учителем, организация познавательной деятельности непосредственно на уроке. Для решения этой задачи я применяю многие эффективные методы и пути организации работы на уроке. Принципы конструирования системы занятий могут быть различными. Например: - материал темы рассматривается как единый логический блок, который затем прорабатывается на отдельных занятиях; - учебные занятия по теме выбираются преимущественно одного типа, например, вся тема изучается либо через познавательные задачи, либо через опыты и т.д. Урок – основная форма обучения, нельзя недооценивать его возможности в развитии научного стиля мышления при обучении физике. Стремясь сделать обучение более интересным, я всё чаще ухожу от традиционного проведения уроков, увеличивая их разнообразие (уроки-игры, уроки-исследования, урок-бенефис, уроки-путешествия и др.) (см. Приложение «урок в 8 классе по теме: «Электрический ток и безопасность человека», «Урок в 8 классе по теме: «Путешествие на планету Электрия») Каждый отдельно взятый урок – звено в цепи уроков. Он сложная процессуальная система, состоящая из компонентов-этапов. ^ Обученность – это одна из характеристик уровня образованности ученика, достигнутого в процессе обучения. Показателями обученности, как это принято в современной педагогике (например, Беспалько В.П., Б. Блум, Н.Я.Конфидератов и др.) являются уровни усвоения знаний и умений, которые варьируются у разных авторов. Важно выбрать определённый подход к классификации уровней и методику их измерения, чтобы получить сопоставимые данные и статистически достоверные показатели, которые могут охарактеризовать стандарт образования по физике. Под стандартом понимается, в данном случае, необходимый и достаточный уровень усвоения, его количественное и качественное описание. Метод поуровневых контрольных работ, применяемых мною для контроля знаний, позволяет оценить развитие интеллектуальных умений и обученность учащихся, обеспечивает необходимую диагностичность, точность и воспроизводимость. Диагностические контрольные работы проводятся во всех классах. Диагностическая контрольная работа проводится в течение одного урока, составляется в двух и более вариантах и содержит 6 вопросов (задач):
Задания системного уровня познавательной деятельности должны требовать от школьников проявления гибкости, нешаблонности мышления, использовать уже известные опорные знания в новой учебной ситуации. Диагностическая контрольная работа проверяется и заполняется таблица. Следующий шаг обработки результатов всегда зависит от задач исследования:
В ходе исследований отмечается удовлетворительное владение учащимися знаниями, умениями и навыками в соответствии со стандартом. По результатам проведённого исследования серьезным достижением 2002-2003, 2003-2004 учебного года можно считать увеличение среднего уровня обученности на частично-поисковом и системном уровне (соответственно на 0,12 и 0,15). Получение высоких результатов в течение последних трёх лет подтверждают стабильность системы работы. За весь период проведения исследований одна ученица на протяжении двух лет становилась призёром областной олимпиады по физике, четыре ученика – победителями районной олимпиады по физике. В 2003-2004 учебном году ученик 9 класса стал победителем Всероссийской олимпиады «Созвездие» и участником заключительной конференции в г. Королёве Московской области, где получил диплом жюри. Есть и еще один аспект результативности работы учителя: его успешность. Так, в 2002/2003 учебном году в одном их одиннадцатых классов 98% учащихся имеют оценки «4» и «5», в другом – 86%. (см. Приложение «Данные об успеваемости»). Работая над проблемой развития научного стиля мышления учащихся, я убедилась в том, что различные методы, приёмы обучения решению задач по физике позволяют лучше понимать учебную задачу, определять цели работы на уроке. Наличие устойчивого интереса к изучению физики на протяжении ряда лет способствует осознанному усвоению физических знаний, умений и навыков, развитию научного стиля мышления. Список литературы:
6. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. Под редакцией Е.С.Полат – М: «Академия», 2002 7. Онищук В.А.«Урок в современной школе» - М: Просвещение, 1986. 8. «Основы методики преподавания физики» под редакцией А.В.Пёрышкина - М: Просвещение, 1987.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 