Главные и частные проблемы решаются под руководством учителя на уроках, посвященных изучению нового материала. В результате их решения ученики приобретают новые теоретические знания. Основной формой организации деятельности учащихся при этом является поисковая или эвристическая беседа. Такое обучение невозможно без самостоятельной работы учащихся над решением учебных проблем, которыми могут быть творческие задачи и исследовательские лабораторные работы, выполняемые на уроке, а также домашние проблемные задания разных видов.
При отборе проблемных заданий, предназначенных для самостоятельного выполнения их учащимися, необходимо учитывать два обстоятельства:
- самостоятельное выполнение проблемных заданий ведет к глубокому усвоению учениками соответствующих вопросов курса, способствуя одновременно интенсивному умственному развитию школьников;
- на выполнение таких заданий затрачивается в среднем значительно больше времени, чем на выполнение заданий обычного типа. Поэтому обязательные для всего класса проблемные задания целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо обеспечить глубокое и прочное усвоение учащимися какого-либо материала.
Речь идет о наиболее важных и принципиальных вопросах курса: основных физических понятиях и явлениях, законах, основаниях физических теорий. В этих случаях дополнительные затраты времени, связанные с применением проблемных заданий, себя оправдывают. Например, при изучении кинематики принципиально важным (и наиболее сложным для учащихся) является вопрос об относительности движения, т. е. о зависимости характера движения и уравнений от выбора системы координат. Поэтому здесь целесообразно предложить учащимся проблемное задание, позволяющее сосредоточить их внимание на этом вопросе, а также применить полученные знания в новой ситуации.
Составной частью системы проблемного обучения физике должны быть и важнейшие физико-технические проблемы. Их решение определяло и определяет в настоящее время основные пути научно-технического прогресса, следовательно, и реальные исторические проблемы. Освещение этих проблем, во-первых, имеет большое методологическое значение. Оно раскрывает материалистическую природу развития научных знаний — обусловленность развития науки производственными потребностями общества. В то же время в диалектическом единстве раскрывает обратное воздействие науки на развитие техники и производства; во-вторых, содействует политехническому обучению.
Таким образом, ознакомление учащихся с важнейшими физико-техническими проблемами помогает решению двух задач: формированию научного мировоззрения учащихся и их политехническому обучению.
2.3 Проблемное обучение и оптимизация учебного процесса.
2.3.1 Вариативность проблемности и учет индивидуальных особенностей учащихся — основные пути оптимизации проблемного обучения.
История развития школы свидетельствует о том, что, когда появляется какой-либо новый «модный» метод обучения, возникает опасность одностороннего увлечения этим методом в ущерб другим, давно сложившимся и хорошо проверенным методам. Сказанное в полной мере относится и к проблемному обучению. Всякая серьезная новая идея в педагогике, новое направление возникают для того, чтобы на данном конкретном этапе развития школы можно было наиболее эффективно (оптимально) решать новые задачи, которые выдвигает перед школой жизнь. На современном этапе одной из таких задач является задача всемерного развития творческих способностей учащихся. Однако помимо этой задачи перед учителем физики стоит немало и других, весьма важных задач обучения и воспитания. Он- должен обеспечить твердое знание программного материала учащимися, научить их применять знания на практике при решении физических задач, выработать у них необходимые экспериментальные умения и навыки. При этом ему необходимо готовить учащихся к осознанному выбору профессии, формировать научное мировоззрение, воспитывать патриотизм и интернационализм и т. д. Поэтому необходимо находить такие формы, методы, приемы работы, которые бы позволяли оптимально решать все эти задачи в комплексе. Чрезмерное увлечение проблемностью может только повредить учебному процессу в целом. Поэтому оптимальным (максимально полезным) может быть лишь такое применение проблемного обучения, которое учитывает все цели и задачи обучения.
Итак, определение места проблемности в учебном процессе с учетом всех учебно-воспитательных задач, стоящих перед учителем (при разработке конкретного урока, темы или целого раздела),— это одна сторона оптимизации учебного процесса при использовании проблемного обучения.
Другая сторона — это оптимизация самого проблемного обучения (рисунок №1, стр.8). Дело в том, что один и тот же проблемный подход может дать совершенно различные результаты в зависимости от условий его применения, и прежде всего от готовности учащихся к проблемному восприятию материала. Здесь имеют значение и общий уровень знаний по физике учеников данного класса, и их настроенность на урок, и предшествующий опыт применения проблемного обучения в данном классе.
Каковы же пути оптимизации проблемного обучения? Главными можно считать вариативность проблемного изучения материала и учет индивидуальных особенностей учащихся. Рассмотрим эти пути.
Вариативность означает возможность выбора такого варианта проблемного подхода- к изучению материала, который в наибольшей мере отвечает конкретным условиям данного класса. При подборе учебные проблемы, используемые на данном уроке (или при изучении данной темы), могут варьироваться, также может варьироваться и степень активности учащихся в решении проблемы, т. е. варьируются и содержание проблемы и, как говорят, уровень проблемности. Это относится ко всем основным видам учебной работы по физике: объяснению нового материала, выполнению учащимися самостоятельных экспериментальных заданий на уроке, решению задач на уроке и к домашним заданиям.
При объяснении нового материала составляют два или три различных варианта проблемного подхода, которые рассчитаны на классы с высокой, средней и слабой подготовкой. Допустим, изучают закон Архимеда в VII классах. В сильном классе после демонстрации действия архимедовой силы
последовательно одна за другой ставят проблемы:
1. Объясните причину появления архимедовой силы.
2. Выведите формулу величины архимедовой силы.
3. Предложите способ опытного определения величины архимедовой силы.
4. Предложите способ опытной проверки формулы архимедовой силы.
При выполнении лабораторных работ вариативность проблемности и учет индивидуальных особенностей учащихся обеспечивают в основном тремя способами.
I способ. Все учащиеся класса получают общее задание, никаких указаний к работе, раскрывающих идею решения, вначале не дают. При необходимости могут быть даны лишь указания, не имеющие отношения к идее выполнения работы. Учащимся предлагают подумать над заданием и составить план его выполнения. Учитель заранее предусматривает определенные виды помощи, для чего составляет специальные карточки с указаниями (видами помощи) двух или трех типов.
II способ. Всему классу дают одно общее задание и два-три дополнительных проблемных. Эти задания записывают на доске (или проецируют на экран при помощи кодограмм) в порядке нарастания сложности, о чем сообщают ученикам. Выполнив основное задание, ученики имеют возможность выбрать любое дополнительное. Опыт показал, что ученики почти никогда не идут по пути наименьшего сопротивления предпочитая выбирать более сложное задание, если считают, что оно им по силам. Дополнительные задания всегда носят проблемный характер; основное же задание (в зависимости от содержания работы и ее целей) может быть как проблемным, так и непроблемным, т. е. выполняемым по инструкции. Например, в работе «Определение объема тела» (VII класс) к основному заданию (оно сформулировано в учебнике) дают два следующих дополнительных задания:
1) Определите «чистый» объем песка (дроби, пшена и т. д.).
2) Определите возможно точнее объем малого тела (гвоздя, болта).
III способ (применяется при повторении и закреплении материала). Общее задание не дается, а учащимся предлагается на выбор одно из нескольких проблемных заданий по данной теме, также располагаемых в порядке возрастания сложности. При оценке работы учитывают не только качество ее выполнения, но и сложность выбранного задания, о чем учеников предупреждают. Например, после изучения темы «Условие равновесия рычага. Момент силы» (VII класс) для лабораторной работы можно предложить такие задания:
1. «Определите вес тела, имея в распоряжении рычаг и лабораторный динамометр (вес тела должен составлять 10—20 Н)»,
2. «Проградуируйте динамометр (шкала динамометра заклеена бумажной полоской). Оборудование: рычаг, динамометр, гирька массой 100 г (вес гирьки принимается равным 1Н)».
При решении задач в классе варьирование проблемы и учет индивидуальных особенностей учащихся обеспечивают примерно теми же способами, что и при выполнении проблемных лабораторных работ. Это и понятно. Ведь проблемная лабораторная работа — это по существу та же проблемная задача, только экспериментального характера. Но есть и некоторые отличия. Так, на лабораторных занятиях ученики чаще всего успевают выполнить только одно (реже два) из предложенных им на выбор нескольких проблемных заданий. Они это понимают и поэтому сразу выбирают какое-либо одно. На уроке, когда решаются задачи, если мы предложим на выбор 3—4 задачи, расположив их в порядке возрастания сложности, ученики обычно решают их подряд, поскольку знают, что таких задач они сумеют решить за урок несколько. Однако беды в этом нет, поскольку и здесь выполняется принцип вариативности проблемы и учета индивидуальных особенностей учащихся. Более сильные ученики успевают наряду с простыми задачами решить и более сложные. Надо лишь подобрать такие задачи, чтобы каждый ученик мог подняться до «своей ступеньки». Это позволяет всем работать в полную силу, а учителю объективно оценивать знания учеников и их творческое развитие.