МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОНЦЕПЦИИ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

 «Курский электромеханический техникум»

(ОБПОУ «КЭМТ»)

Н.В. НИКОЛАЕНКО

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОНЦЕПЦИИ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Презентация опыта работы

2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	5
1.     Исторические аспекты проблемного обучения	7
2.   Сущность проблемного обучения	12
3.    Терминология технологии проблемного обучения	17
4.  Психологическая основа технологии проблемного обучения	24
5.   Сравнительный анализ традиционного и проблемного обучения	26
6.    Применение технологии проблемного обучения на уроках физики	30
Список использованных источников	48
Приложение 1.Методическая разработка учебного занятия по учебному предмету «Физика» «Явление электромагнитной индукции и его применение» Преподаватель – Николаенко Наталья Валерьевна	49
Приложение 2. Методическая разработка учебного занятия по учебному предмету «Физика» «Основные положения молекулярно-кинетической теории  и их опытное обоснование» Преподаватель – Николаенко Наталья Валерьевна	51

ВВЕДЕНИЕ

Учение не должно сводиться к беспрерывному накоплению знаний, к тренировке памяти, к отупляющей, никому не нужной, вредной для здоровья и для умственного развития зубрёжке… Хочется, чтобы дети были путешественниками, открывателями и творцами в этом мире. Наблюдать, думать, рассуждать, переживать радость труда и гордиться созданным, творить красоту и радость для людей и находить в этом творении счастье[1]

 В.А.Сухомлинский

В настоящее время возникло противоречие между большим количеством информации, которую должны усвоить студенты, и ограниченным сроком обучения. Это вызывает необходимость постоянного совершенствования учебного процесса. Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) призван разрешить эту проблему путем формирования общих и профессиональных компетенций, приобретая которые обучающийся научится успешно действовать на основе практического опыта, умений и знаний при решении задач, в учебной и профессиональной деятельности.

Компетентностный подход к обучению позволяет обучающемуся овладеть различными мыслительными операциями сравнения, анализа, синтеза, обобщения, развивает творческое мышление.

Объяснительно-иллюстративный метод не позволяет решить эту задачу, поэтому преподаватель на своих занятиях должен использовать различные педагогические технологии.

Наиболее эффективным, действенным способом активизации мышления обучающихся на занятиях по физике, математике и информатике является проблемное обучение. Создание проблемных ситуаций на учебных занятиях, их анализ, активное участие студентов в поиске путей решения поставленной учебной проблемы активизирует мыслительную деятельность обучающихся и поддерживает глубокий познавательный интерес.

Но проблемное обучение имеет и недостатки. Не всегда легко сформулировать учебную проблему, не весь учебный материал можно построить в виде проблем. Эта технология не способствует отработке навыков, требует больших затрат времени.

Проблемное обучение целесообразно применять, когда:

1) содержание учебного материала содержит причинно-следственные связи и зависимости, направлено на формирование понятий, законов, теорий;

2) обучающиеся подготовлены к проблемному изучению темы;

3) у преподавателя есть время для проблемного изучения темы;

4) педагог хорошо владеет соответствующими методами обучения.

Особенностью проблемного обучения является творческая атмосфера обсуждения, свобода дискуссии: и преподаватель, и обучаемые должны проявлять положительное отношение к участию в анализе проблемы, в выдвижении и обсуждении гипотез, а также в формировании новых проблем.

Проблемный тип обучения не решает всех образовательных и воспитательных задач, поэтому он не может заменить собой всей системы обучения, включающей разные типы, способы, организации учебно-воспитательного процесса. Но также система обучения не может быть подлинно развивающей без проблемного обучения.

Опыт использования в работе преподавателей предметной (цикловой) комиссии физико-математических дисциплин технологии проблемного обучения дает устойчивый положительный результат. Преподаватели на своих занятиях планомерно включают строго продуманную систему специально организованных и последовательно разрешаемых проблемных ситуаций по каждой теме с учетом индивидуальных возможностей в каждой группе.

Глава I. Теоретические аспекты проблемного обучения

1.     Исторические аспекты проблемного обучения

Нужно, чтобы ученики, по возможности, учились самостоятельно, а учитель руководил этим самостоятельным процессом и давал для него материал

К.Д. Ушинский

В истории педагогики постановка вопросов собеседнику, вызывающих затруднение в поисках ответа на них, известна по беседам Сократа, пифагорейской школе, софистам. Высочайшую оценку сократовские диалоги получили в трудах Я.А. Коменского, который настойчиво призывал к использованию сократовского «духовного повивального искусства». «…мудрейший из философов, Сократ, обыкновенно говорил о себе, что он не может больше ничего делать, как оказывать уму услуги повивального искусства, т.е.раздувать божественные, сокровенно лежащие в душе каждого
человека искры и вызывать из них пламя», – читаем у Коменского, цитирующего в свою очередь Сократа.[2]

Сократовский развивающе-вопросный метод обучения назван А. Дис-тервегом «венцом учительского искусства», имеющего колоссальное влияние на учеников (даже при применении этого искусства «несовершенным образом»), «потому что здесь душа соприкасается с душой».[3]

Идеи активизации обучения, мобилизации познавательных сил учащихся путем включения их в самостоятельную исследовательскую деятельность нашли отражение в трудах Ж.Ж. Руссо, И.Г. Песталоцци представителей «нового воспитания», которые пытались противопоставить догматическому заучиванию готовых знаний «активные» методы обучения.

Разработка способов активизации мыслительной деятельности учащихся привела во второй половине XIX в.- начале XX в. к внедрению в преподавание отдельных учебных методов:

ü эвристического (Г. Армстронг);

ü опытно-эвристического (А.Я. Герд);

ü лабораторно-эвристического (Ф.А. Винтергальтер);

ü метода лабораторных уроков (К.П. Ягодовский);

ü естественнонаучного обучения (А.П. Пинкевич) и др.

Российский и советский педагог Борис Евгеньевич Райков все вышеперечисленные методы заменил термином «исследовательский метод». Исследовательский метод обучения, активизировавший практическую деятельность учащихся, стал своеобразным антиподом традиционного метода. Его применение создавало в школе атмосферу увлеченности учением, доставляя учащимся радость самостоятельного поиска и открытия и, что самое главное, обеспечивало развитие познавательной самостоятельности детей, их творческой активности.

Использование исследовательского метода обучения как универсального в начале 30-х гг. XX в. было признано ошибочным. Предлагалось строить обучение для формирования системы знаний, не нарушающей логику предмета. Однако массовое применение иллюстративного обучения, догматического заучивания не способствовало развитию школьного обучения. Начался поиск путей активизации учебного процесса. Большое влияние на развитие теории проблемного обучения в этот период оказали исследования советского психолога Сергея Леонидовича  Рубинштейна, обосновавших зависимость мыслительной деятельности человека от решения проблем, и концепции проблемного обучения, сложившиеся в педагогике на основе прагматического понимания мышления.

В американской педагогике начала XX в. наиболее известна концепция проблемного обучения на основе работ Дж. Дьюи. Он предлагал все виды и формы обучения заменить самостоятельным учением школьников путем решения проблем, при этом упор делался на их учебно-практическую форму[4].

Согласно философским и психологическим воззрениям Дж. Дьюи, мыслить человек начинает тогда, когда сталкивается с трудностями, преодоление которых имеет для него важное значение.
Правильно построенное обучение, по мнению автора, должно быть проблемным. При этом сами проблемы, поставленные перед учащимися, принципиальным образом отличаются от предлагаемых традиционных учебных заданий – «мнимых проблем», имеющих низкую образовательную и воспитательную ценность и чаще всего далеко отстающих от того, чем интересуются учащиеся.

По сравнению с традиционной системой, Дж. Дьюи предложил смелые новшества, неожиданные решения. Место «книжной учебы» занял принцип активного учения, основой которого является собственная познавательная деятельность учащегося. Место активного учителя занял учитель-помощник, не навязывающий учащимся ни содержания, ни методов работы, а лишь помогающий преодолевать трудности, когда сами учащиеся обращаются к нему за помощью.

Согласно его учению роль учителя в процессах обучения и воспитания сводится в основном к руководству самодеятельностью учащихся и пробуждению их любознательности. В методике Дж. Дьюи, наряду с трудовыми процессами, большое место занимали игры, импровизации, экскурсии, художественная самодеятельность, домоводство. Воспитанию дисциплины учащихся он противопоставлял развитие их индивидуальности.

Методика Дж. Дьюи оказала большое влияние на общий характер учебно-воспитательной работы школ США и некоторых других стран, в частности советской школы 20-х гг., что нашло свое выражение в так называемых комплексных программах и в методе проектов.

Наибольшее влияние на развитие современной концепции проблемного обучения оказали работы американского психолога Дж. Брунера. В ее основе лежат идеи структурирования учебного материала и доминирующей роли интуитивного мышления в процессе усвоения новых знаний как основы эвристического мышления. Главное внимание Брунер уделил структуре знаний, которая должна включать в себя все необходимые элементы системы знаний и определять направление развития ученика[5].

Современные американские теории «учения путем решения проблем» (У. Александер, П. Хальверсон и др.), в отличие от теории Дж. Дьюи, имеют свои особенности:

ü в них отсутствует чрезмерное подчеркивание значения «самовыражения» ученика и умаление роли учителя;

ü утверждается принцип коллективного решения проблем, в отличие от крайней индивидуализации, наблюдавшейся ранее;

ü методу решения проблем в обучении отводится вспомогательная роль.

В развитии теории проблемного обучения определенных результатов достигли педагоги Польши, Болгарии, Германии и других стран. Так, польский педагог В. Оконь исследовал условия возникновения проблемных ситуаций на материале различных учебных предметов и совместно с Ч. Куписевичем доказал преимущество обучения путем решения проблем для развития умственных способностей учащихся[6]. Проблемное обучение понималось польскими педагогами лишь как один из методов обучения. Болгарские педагоги, такие как, И. Петков, М. Марков, рассматривали главным образом вопросы прикладного характера, уделяя основное внимание организации проблемного обучения в начальной школе.

В отечественной педагогике особенно близко подходил к этой идеи русский педагог Константин Дмитриевич Ушинский. Он, например, писал: «Лучшим способом перевода механических комбинаций в рассудочные мы считаем для всех возрастов, и в особенности для детского, метод, употреблявшийся Сократом и названный по его имени Сократовским. Сократ не навязывал своих мыслей слушателям, но, зная, какие противоречия ряда мыслей и фактов лежат друг подле друга в их слабо освещенных сознанием головах, вызывал вопросами эти противоречащие ряды в светлый круг сознания и, таким образом, заставлял их сталкивать, или разрушать друг друга, или примиряться в третьей их соединяющей и уясняющей мысли»[7].

Теория проблемного обучения начала интенсивно разрабатываться и в СССР в 60-х гг. XX в. в связи с поиском способов активизации, стимулирования познавательной деятельности учащихся, развития самостоятельности школьника, однако натолкнулась на определенные трудности:

ü в традиционной дидактике задача «учить мыслить» не рассматривалась как самостоятельная, в центре внимания педагогов находились вопросы накопления знаний и развития памяти;

ü традиционная система методов обучения не могла «преодолеть стихийности в формировании теоретического мышления у детей» (В. В. Давыдов);

ü исследованием проблемы развития мышления занимались главным образом психологи, педагогическая теория развития мышления, способностей не была разработана.

В результате отечественная массовая школа не накопила практики использования методов, специально направленных на развитие мышления. Большое значение для становления теории проблемного обучения имели работы советских психологов: С.Л. Рубинштейна, Н.А. Менчинской, Т.В. Кудрявцева, сделавших вывод о том, что умственное развитие характеризуется не только объемом и качеством усвоенных знаний, но и структурой мыслительных процессов, системой логических операций и умственных действий, которыми владеет ученик, и раскрывших роль проблемной ситуации в мышлении и обучении.

Опыт применения отдельных элементов проблемного обучения в школе исследован М.И. Махмутовым, И.Я. Лернером, Н.Г. Дайри, Д.В. Вилькеевым. Исходными при разработке теории проблемного обучения стали положения теории деятельности или деятельностного подхода, основанной А. Н. Леонтьевым и С. Л. Рубинштейном на культурно-историческом подходе Л. С. Выготского.

Проблемность в обучении рассматривалась как одна из закономерностей умственной деятельности учащихся. Разработаны способы создания проблемных ситуаций в различных учебных предметах и найдены критерии оценки сложности проблемных познавательных задач. Постепенно распространяясь, проблемное обучение из общеобразовательной школы проникло в среднюю и высшую профессиональную школу. Возникла система методов обучения, в которой создание проблемной ситуации учителем и решение проблем учащимися стали главным условием развития их мышления. В этой системе различаются общие методы (монологический, показательный, диалогический, эвристический, исследовательский, программированный, алгоритмический) и бинарные -правила взаимодействия учителя и учащихся.

2.     Сущность проблемного обучения

В работах М.И. Махмутова проблемное обучение рассматривается как вид развивающего обучения, сочетающий самостоятельную систематическую, самостоятельную поисковую деятельность обучающихся с усвоением ими готовых знаний, а структура методов выстроена на основе целеполагания и принципа проблемности[8].

В. Оконь утверждает, что проблемное обучение – это ряд таких действий, как создание проблемных ситуаций, формулирование задач, контролирование учеников при решении данных задач, проверка этих решений, руководство процессом систематизации и закрепления приобретенных знаний[9].

По мнению И.Я. Лернера, проблемное обучение характеризуется тем, что ученики под руководством педагога принимают участие в поиске решения новых для них познавательных и практических задач[10].

Данные определения отражают следующие основные признаки проблемного обучения:

ü особым образом организованная деятельность учащихся, предполагающая стимулирование их самостоятельности и творчества в познании;

ü специфическая организация содержания обучения, при которой учебный материал не преподносится «в готовом виде», а требует от ученика самостоятельного поиска, «домысливания», «достраивания» содержания учебного материала до целостной системы знаний и умений;

ü деятельность педагога, выстроенная на основе принципа проблемности (создание для учащихся ситуаций затруднения, найти выход из которых для них вполне по силам, но требует отступить от готовых решений, по-новому применить имеющиеся знания и умения).

В описании основных функций, признаков и уровней проблемного обучения возьмём за основу точку зрения М.И. Махмутова, которая получила в отечественной педагогике, пожалуй, наиболее широкое распространение.

В структуре функций проблемного обучения выделяются общие и специальные функции. К общим функциям проблемного обучения относятся следующие:

ü усвоение учащимися целостной системы знаний и способов деятельности, способствующей тому, чтобы учащиеся могли применять новые знания на практике;

ü развитие интеллектуальных способностей учеников, их познавательной самостоятельности;

ü формирование диалектико-материалистического мышления учеников, т.е. мышления, основанного на выявлении и сопоставлении фактов в их взаимосвязи;

ü создание условий для всестороннего развития личности.

Специальные функции проблемного обучения:

ü формирование умений творческого усвоения знаний, применения системы логических приемов или отдельных способов творческой деятельности;

ü формирование умений творческого применения знаний, т.е. применение усвоенных знаний в новой ситуации;

ü накопление опыта творческой деятельности, овладение исследовательскими методами, приобретение способности решать практические проблемы и задачи художественного отображения действительности;

ü формирование мотивов, потребностей учения, т.е. создание таких потребностей, как социальных, нравственных, познавательных.

Перечислим основные особенности проблемного обучения.

1. Специфическая интеллектуальная деятельность обучающихся по самостоятельному усвоению новых знаний путем решения учебных проблем. Примером данного признака может являться выдача педагогом новых заданий обучающимся для самостоятельного решения.

2. Проблемное обучение – это наиболее актуальное средство формирования мировоззрения. Эффективность проблемного обучения состоит в том, что при решении заданий такого типа формируется критическое, творческое, диалектическое мышление.

3. Закономерная взаимосвязь между практическими и теоретическими проблемами. Связь с практикой и применением жизненного опыта обучаемых в данной технологии выступает не как простая иллюстрация теоретических выводов, а как источник новых знаний, как сфера приложения усвоенных способов решения проблем в практической деятельности.

4. Периодическое применение педагогом наиболее эффективного сочетания различных типов и видов самостоятельной работы обучаемых. Преподаватель организует выполнение самостоятельной работы, которая требует не только актуализации имеющихся знаний, но и приобретение, усвоение новых.

5. Индивидуальный подход, который характеризуется наличием учебных заданий разной сложности. Примером данного признака является разработка индивидуальных учебных проблем, которые каждым обучаемым воспринимаются по-разному.

6. Высокая эмоциональная активность обучающихся. Самостоятельная мыслительная деятельность поискового характера вызывает личное переживание обучающихся, формирует личностное, неравнодушное отношение к учебному материалу и процессу учения.

В проблемном обучении, в зависимости от степени активности обучающегося, условно выделяются следующие уровни (от низшего к высшему):

1) обычная активность;

2) полусамостоятельная активность;

3) самостоятельная (продуктивная) активность;

4) творческая активность.

Уровень обычной активности представляет собой восприятие обучающимися объяснений педагога, решение самостоятельных заданий репродуктивного характера. Уровень полусамостоятельной активности – это использование имеющихся знаний в новой ситуации, а также участие студентов в совместном с педагогом решении конкретного задания. Уровень самостоятельной активности характеризуется выполнением самостоятельных заданий репродуктивно-поискового типа. Уровень творческой активности предусматривает выполнение самостоятельных заданий, для решения которых необходимо творческое воображение, логический анализ и самостоятельные доказательства.

Каждый из указанных уровней имеет разные варианты организации, которые зависят от различных факторов психолого-педагогического характера.

Каково соотношение между активизацией познавательной деятельности обучающихся и проблемным обучением? Некоторые педагоги отождествляют эти два понятия, предлагая ликвидировать и сам термин «проблемное обучение».

Проблемное обучение является одним из наиболее эффективных средств активизации мышления обучающегося. Суть активности, достигаемой при проблемном обучении, заключается в том, что обучающийся должен анализировать фактический материал и оперировать им так, чтобы самому получить из него новую информацию. Другими словами это расширение, углубление знаний при помощи ранее усвоенных знаний или новое применение прежних знаний[11].

Умственный поиск – сложный процесс. Не всякий поиск связан с возникновением проблемы. Если преподаватель дает задание обучаемым и указывает, как его выполнять, то даже их самостоятельный поиск не будет решением проблемы. Обучающиеся могут принимать активное участие в научно-исследовательской работе, собирая эмпирический материал, но, не решая никаких проблем. Подлинная активизация студентов характе-ризуется самостоятельным поиском решения проблем.

Цель активизации обучающихся посредством проблемного обучения заключается в том, чтобы поднять уровень мыслительной деятельности студента и обучать его не отдельным операциям в случайном, стихийно складывающемся порядке, а системе умственных действий, которая характерна для решения нестереотипных задач, требующего применения творческой мыслительной деятельности.

Суть активизации учения студента посредством проблемного подхода состоит в активизации его мышления путем создания проблемных ситуаций, в формировании познавательного интереса и моделирования умственных процессов.

М.И. Махмутов связывал основные трудности внедрения проблемного обучения с недостаточностью разработки способов организации и сложностью переработки учебного материала, его представления в виде проблемных познавательных задач. По его мнению, подготовка учителя к реализации возможностей проблемного обучения могла бы серьёзно повысить результат образования и преодолеть перечисленные им трудности.

Перед планированием проблемного изучение темы следует установить возможность обучающихся и целесообразность именно такого изучения. Также необходимо учитывать содержание изучаемого материала, изначальный уровень его сложности, специфику содержащейся в нём информации. Не менее важно определить «внутренние условия мышления» студентов: уровень знаний в конкретной теме и их интеллектуальные данные. В зависимости от определенного уровня «внутренних условий мышления» обучающихся формируется система конкретных заданий. К таким заданиям относятся вопросы, требующие объяснения того или иного явления, задания на сопоставление и др.

Вместе с тем, при организации проблемного обучения не следует полностью отказываться и от традиционных методов обучения: репродуктивного и объяснительно-иллюстративного.

3.     Терминология технологии проблемного обучения

Проблемная ситуация и учебная проблема являются основными понятиями проблемного обучения, которое рассматривается не как механическое сложение деятельности преподавания и учения, а как диалектическое взаимодействие и взаимосвязь этих двух деятельностей(рис.1).

Проблемное преподавание определяется как деятельность преподавателя по созданию системы проблемных ситуаций, изложению учебного материала с его(полным или частичным) объяснением и управлению деятельностью обучающихся, направленной на освоение новых знаний – как традиционным путем, так и путем самостоятельной подготовки учебных проблем и их решения.

Проблемное учение – это учебно-познавательная деятельность обучающихся по усвоению знаний и способов деятельности путем восприятия объяснений преподавателя в условиях проблемной ситуации, самостоятельного (или с помощью преподавателя) анализа проблемных ситуаций, формулировки проблем и их решения посредством выдвижения предложений, гипотез, их обоснования и доказательства, а также путем проверки правильности решения.

Различается четыре основных типа проблемных ситуаций:

1) ситуация нехватки знаний (обучающиеся не могут решить задачу, ответить на вопрос из-за отсутствия необходимых знаний);

2) ситуация новых условий (необходимые знания у обучаемых, однако им предстоит придумать, как применить имеющиеся знания и умения в новых условиях);

3) ситуация противоречия между теоретической возможностью и практической осуществимостью (например, обучаемому надо выбрать из нескольких известных ему способов решения самый рациональный);

4) ситуация противоречия между полученным практическим результатом и отсутствием знаний для того, чтобы объяснить, как и почему получен именно такой результат[12].

Рис 1. Основные термины, используемые в технологии проблемного обучения

Правила создания проблемных ситуаций.

1. Чтобы создать проблемную ситуацию, перед обучающимися следует поставить такое практическое или теоретическое задание, выполнение которого требует открытия новых знаний и овладения новыми умениями; здесь может идти речь об общей закономерности, общем способе деятельности или общих условиях реализации деятельности.

2. Задание должно соответствовать интеллектуальным возможностям студента. Степень трудности проблемного задания зависит от уровня новизны материала преподавания и от степени его обобщения.

3. Проблемное задание дается до объяснения усваиваемого материала[13].

Проблемное задание может привести к проблемной ситуации только в случае учета вышеупомянутых правил.

Одна и та же проблемная ситуация может быть создана различными типами заданий.

Очень трудную проблемную ситуацию преподаватель направляет путем указания обучающемуся причин невыполнения данного ему практического задания или невозможности объяснения им тех или других фактов. Подготовленность студента к проблемному учению определяется прежде всего его умением увидеть выдвинутую педагогом (или возникшую в ходе урока) проблему, сформулировать ее, найти пути решения и решить эффективными приемами.

Всегда ли студент сам выходит из создавшегося познавательного затруднения? Как показывает практика, из проблемной ситуации может быть четыре выхода:

1) преподаватель сам ставит и решает проблему;

2) преподаватель сам ставит и решает проблему, привлекая обучающихся к формулировке проблемы, выдвижению предположений, доказательству гипотезы и проверке решения;

3) обучающиеся самостоятельно ставят и решают проблему, но с участием и (частичной или полной) помощью преподавателя;

4) студенты самостоятельно ставят проблему и решают ее без помощи педагога (но, как правило, под его руководством).

Существенной чертой процесса решения проблем является сбор информации о признаках и свойствах элементов, составляющих проблемную ситуацию.

Логика решения учебной проблемы:

а) составление плана решения проблемы (обязательно план включает в себя выбор вариантов решения);

б) выдвижение предположения и обоснование гипотезы, (возникает в результате «мысленного забегания вперед»);

в) доказательство гипотезы (осуществляется путем выведения из гипотезы следствий, которые проверяются);

г) проверка решения проблемы (сопоставление цели, требования задачи и полученного результата, соответствие теоретических выводов практике);

д) повторение и анализ процесса решения.

Решение учебной проблемы есть результат преодоления противоречий учебного процесса вообще и основного противоречия познавательной проблемы в частности, есть результат активного мыслительного процесса, при котором отбрасываются неверные гипотезы и выбираются правильные, обоснованные. Решение учащимися проблемы, пишет польский дидакт В.В. Оконь, имеет огромное преимущество перед простым заучиванием готовой информации. Это приводит не только к прочности и глубине знаний, приобретенных самостоятельно, но и к ценнейшему качеству ума – умению ориентироваться в любой ситуации и самостоятельно находить пути решения любой проблемы.[14]

Наряду с проблемной ситуацией специфическими терминами, используемыми в описании технологии проблемного обучения, являются проблемный вопрос и проблемная задача.

Проблемный вопрос представляет собой самостоятельную форму мысли и проблематизированное высказывание, предположение или обращение, требующее ответа или объяснения. Перед обучающимися необходимо ставить вопрос, который требует творческого поиска ответа, выбора верного способа решения, также стимулирование самостоятельности студентов в оценивании изучаемой темы.

Проблемный вопрос побуждает обучаемого к многоступенчатой познавательной деятельности. При традиционном обучении подавляющее большинство вопросов, задаваемых преподавателем на уроке, требует ответа по памяти. Особенность проблемного вопроса состоит в том, что у обучающегося на него нет «готового», выученного ответа. Такие вопросы требуют размышления, исследования, а иногда – даже и эксперимента.

В активизации познавательной деятельности обучающихся вопросы имеют едва ли не первостепенное значение. При объяснении нового материала преподаватель умелой постановкой вопросов создает противоречивые ситуации, которые, обостряют у обучающихся, сознание необходимости найти ответ, снимающий противоречие.

Для организации проблемного обучения и управления мыслительной деятельностью студента важное значение имеет деление вопросов на основе принципа проблемности: вопросы бывают информационные и проблемные.

Вопросы, задающиеся с целью получения ответов, содержащих известные знания есть информационные вопросы. Такие вопросы не возбуждают активную мыслительную деятельность обучающихся, память без напряжения ума работает в поисках имеющейся в кладовых мозга готовой информации. Вопрос, на который студент должен искать готовый ответ, не имеет проблемного характера.

Проблемными являются те вопросы, которые вызывают интеллектуальные затруднения у обучающихся, поскольку ответ на них не содержится не в прежних знаниях обучаемого, ни в предъявляемой преподавателем информации.

Проблемный вопрос содержит в себе еще не раскрытую проблему, область неизвестного, новые знания, для добывания которых необходимо какое-то интеллектуальное действие, определенный целенаправленный мыслительный процесс.

При каких условиях вопрос считается проблемным (для данного студента)?

Он должен иметь логическую связь как с ранее усвоенными понятиями и представлениями, так и с теми, которые подлежат усвоению в определенной учебной ситуации; содержать в себе познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного; вызывать чувство удивления при сопоставлении нового с ранее известным, неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков.

По характеру вопросы можно классифицировать следующим образом:

1.   Проблемно-следственный: определите отличительные черты…; чем объяснить…; что произойдет, если…; как изменить…; какая связь существует…; от чего зависит…; что послужило причиной…; как обосновать, доказать, определить…

2.   Проблемно-целевой: какую цель преследует…; каково назначение…; с какой целью выполняется…;

3.   Определительный (процесса, явление связи): дайте характеристику…; опишите…; укажите связь…; перечислите причины…;

4.   Поисково-определительный: в чем особенности …; какие  факторы влияют…; определите оптимальные параметры…; найдите способы …; определите преимущества и недостатки…

5.   Мыслительно-обобщающий: какой вывод можно сделать…; в чем сущность процесса…; что нужно сделать, чтобы избежать…; как исправить…[15]

Проблемная задача – это задача творческого характера, требующая от обучающихся большой инициативности в суждениях, поиска не испытанных ранее путей решения. Она является средством создания проблемной ситуации. В отличие от обычной задачи она представляет собой не просто описание какой-либо ситуации, состоящее из характеристики данных, составляющих условие задачи и указание на неизвестное, которое должно быть раскрыто на основании этих условий. Примером проблемной задачи могут быть задачи на установление причинно-следственных связей, на определение преемственности между фактами, на выявление степени прогрессивности явления и т.д.

Чаще всего познавательные проблемы выдвигаются при помощи постановки задач, наиболее типичных для данного учебного предмета.

Задачи широко используются и при информационном обучении только дидактические цели использования задач различны.

При информационном (репродуктивном) подходе задачи применяются для иллюстрации теоретических положений, высказанных преподавателем, а также для закрепления их и применения на практике. При проблемном же обучении эти задачи в первую очередь применяются для того, чтобы подвести обучающихся к новой теме и активизировать процесс познания. При проблемном подходе эти задачи обычно предшествуют сообщению теоретических положений, при информационном – следует за ними. Таким образом, задачи при проблемном обучении носят познавательный характер, а не только тренировочный.

Познавательные задачи, применяемые для активизации умственной деятельности обучающихся, должны иметь свойство обобщенности. Это свойство обусловлено наличием в задаче определенного уровня сложности, которая определяется:

а) проблемным содержанием задачи;

б) методическим способом постановки задачи перед обучающимися (например, способом ее речевой формулировки);

в) личностным, субъективным отношением обучаемого к поставленной преподавателем задаче.

Иначе говоря, если обучаемый воспринимает задачу как проблему и самостоятельно ее решает, то это есть главнейшее условие развития его мыслительных способностей.

Таким образом, проблемный вопрос, проблемная задача – различные формы выражения учебной проблемы и основные дидактические понятия, применение которых приводит к возникновению проблемной ситуации и поисковой деятельности обучающихся. Поэтому организация проблемного обучения невозможна без систематизации вопросов и познавательных задач на материале каждого учебного предмета.

4.                Психологическая основа технологии

проблемного обучения

В качестве психологической основы проблемного обучения обычно называют сформулированный С.Л. Рубинштейном тезис: «Мышление начинается с проблемной ситуации».

Отличительная черта теории проблемного обучения состоит в ее глубокой психологической обоснованности. Эта теория сознательно ставит своей целью использование собственно психологических закономерностей мышления для управления усвоением знаний. Подлинной психологической основой концепции проблемного обучения стала теория мышления как продуктивного процесса, выдвинутая С.Л.Рубинштейном. Согласно центральному положению этой теории, человеческое бытие есть непрерывное взаимодействие субъекта с объектом, осуществляющиеся в форме целесообразной предметно-преобразующей деятельности субъекта. Объекты деятельности не даны человеку в завершенном и готовом виде. Они всегда содержат в себе определенные внутренние противоречия, проблемы, задачи которые объект должен разрешить в процессе их практического и мысленного преобразования. Предметный мир, таким образом, открывается человеку как исполненный проблемностью. Это и вызывает необходимость в мышлении. «Мышление обычно начинается с проблемы или вопроса, с удивления или недоумения, с противоречия. Этой проблемной ситуацией определяется вовлечение личности в мыслительный процесс…»[16]. Там, где нет проблемной ситуации, нет и мышления в строгом смысле слова. Подчеркнем, что речь идет не о выдумывании и нагромождении искусственных проблем, а об обнаружении и постановке реальных проблем. «…Первый признак мыслящего человека это умение видеть проблемы там, где они есть». При этом процесс выполнения, проблемы в объекте познания представляет собой вполне «завершенный» творческий мыслительный акт, так как он связан с предварительной ориентировкой, анализом и преобразованием ситуации. В проблеме, по словам С.Л.Рубинштейна, имеется неизвестные, как бы незаполненные места. Для их заполнения, для превращения неизвестного в известное необходимы соответствующие знания и способы деятельности, которые у человека поначалу отсутствуют. Необходимость поиска этих знаний и способов выражается в познавательной потребности субъекта. Без осознания и переживания такой необходимости процесс мышления невозможен. Будучи же осознанной в таком качестве, познавательная потребность побуждает мыслительную активность человека.

5.  Сравнительный анализ традиционного и

проблемного обучения

Приведем сравнительные черты традиционного и проблемного обучения (таблица 1).

Таблица 1 – Сравнительная характеристика традиционного и проблемного обучения

Традиционное обучение	Проблемное обучение
Материал дается в готовом виде, преподаватель обращает внимание прежде всего на программу	Новую информацию обучающиеся получают в ходе решения теоретических и практических задач
В устной подаче или через учебник возникают проблемы, преграды и трудности, вызванные временным выключением обучающегося из дидактического процесса	В ходе решения проблемы обучающийся преодолевает все трудности, его активность и самостоятельность достигает здесь высокого уровня
Темп передачи информации ориентирован на более сильных, средних или слабых обучающихся	Темп передачи сведений зависит от обучающегося или группы студентов
Контроль достижений только частично связан с процессом обучения; он не является его органической частью	Повышенная активность обучающихся способствует развитию позитивных мотивов и уменьшает необходимость формальной проверки результатов
Отсутствует возможность обеспечения всем обучающимся стопроцентных результатов; наибольшую трудность представляет применение информатизации в практике	Результаты преподавания относительно высокие и устойчивые. Обучающиеся легче применяют полученные знания в новых ситуациях и одновременно развивают свои умения и творческие способности

В чем основное различие между проблемным и традиционным обучением?

Главным отличием двух видов обучения следует считать целеполагание и принцип организации педагогического процесса.

Цель сложившегося типа обучения: усвоение результатов научного познания, вооружения обучающихся знанием основ наук, привития им соответствующих знаний и навыков.

Цель проблемного обучения более широкая: усвоение не только результатов научного познания, но и самого пути, процесса получения этих результатов, она включает еще и формирование познавательной деятельности студента, и развитие его творческих способностей (помимо овладения системой знаний, умений и навыков). Здесь акцент делается на развитие мышления.

В основе организации объяснительно-иллюстративного обучения лежит принцип передачи слушателям готовых выводов науки обучающимся. В основе организации процесса проблемного обучения лежит принцип поисковой учебно-познавательной деятельности студента (основанной на закономерности проблемности усвоения знаний), то есть открытия или выводов науки, способов действия, «изобретения» новых предметов или способов приложения знаний к практике и «художественного отображения действительности».

Основным отличием проблемного обучения от объяснительно-иллюстративного является характер организации учебного процесса. Суть этого отличия в следующем. При объяснительно-иллюстративном обучении преподаватель сообщает факты, сам анализирует их и, применяя наглядность, объясняет сущность новых понятий, сам формулирует определение новых теорем, правил, законов и так далее. Здесь доминирует информационное изложение учебного материала преподавателем и нет преднамеренного создания проблемных ситуаций. Обучающиеся слушают и воспринимают объяснения и усваивает новое знание путем запоминания, а новые действия - путем подражания действиям преподавателя. Чем сложнее материал, тем подробнее преподаватель объясняет его. Усвоение закрепляется выполнением много численных упражнений, обычно также не требующих творческой деятельности.

При проблемном обучении деятельность преподавателя состоит в том, что он, давая в необходимых случаях объяснение содержания наиболее сложных понятий, систематически создает проблемные ситуации, сообщает обучающимся факты и организует их учебно-познавательную деятельность. На основе анализа фактов обучающиеся самостоятельно делают выводы и обобщения, формулируют (с помощью преподавателя) определение понятий, правила, теоремы, законы, или самостоятельно применяют известные знания в новой ситуации (изобретают, конструируют идр.).

При проблемном обучении преподаватель систематически организует самостоятельные работы обучающихся по усвоению новых знаний, умений, повторению, закреплению и отработке навыков. Студенты сами добывают новые знания, у них вырабатываются навыки умственных операций и действий, развиваются внимание, творческое воображение, догадка, формируется способность открывать новые знания и находить новые способы действия путем выдвижения гипотез и их обоснования.

Обучение должно быть развивающим, в котором самостоятельное усвоение знаний путем решения учебных проблем, путем открытий, сочетается с репродуктивным усвоением знаний, излагаемых преподавателем. Студент не может и не должен повторять весь исторический путь развития человеческого знания. Но принципы этого развития и обобщенные способы действия он должен повторить для того, чтобы усвоить их, выработать у себя способы творческой деятельности.

Всем ли обучающимся доступно проблемное обучение?

Считаем, практически всем. Однако уровень проблемности и степень познавательной самостоятельности будут сильно различаться в зависимости от общего уровня группы и индивидуальных особенностей обучающихся, от степени их обученности методам проблемного обучения и т.д. Организация проблемного обучения предполагает применение таких приемов и методов преподавания, которые приводили бы к возникновению взаимосвязанных проблемных ситуаций и предопределяли применение студентами соответствующих методов учения. Однако возникновение проблемных ситуаций и поисковой деятельности обучающихся возможно невсегда. Поэтому создание преподавателем цепи проблемных ситуаций в различных видах творческой учебной деятельности обучающихся и управление их мыслительной(поисковой) деятельностью по усвоению новых знаний путем самостоятельного (или коллективного) решения учебных проблем составляет сущность  проблемного обучения.

Дидактическим (внешним) показателем проблемного урока является его комплексность, синтетичность. Сущность синтетичного урока заключается в том, что повторение пройденного, как правило, сливается с введением нового материала, происходит непрерывное повторение знаний, умений и навыков в новых связях и сочетаниях, что характерно как раз для проблемного урока.

Поскольку показателем проблемности урока является наличие в его структуре этапов поисковой деятельности, то естественно, что они и представляют внутреннюю часть структуры проблемного урока:

1) возникновение проблемной ситуации и постановка проблемы;

2) выдвижение предположений и обоснование гипотезы;

3) доказательство гипотезы;

4) проверка правильности решения проблемы[17].

Таким образом, структура проблемного урока, в отличие от структуры традиционного, имеет элементы логики познавательного процесса (логики продуктивной мыслительной деятельности), а не только внешней логики процесса обучения. Структура проблемного урока, представляющая собой сочетание внешних и внутренних элементов процесса обучения, создает возможности управления самостоятельной учебно-познавательной деятельностью обучающегося.

Глава II. Реализация технологии проблемного обучения на учебных занятиях преподавателей ПЦК физико-математических дисциплин

1.     Применение технологии проблемного обучения

на уроках физики

Мысленные рассуждения произведены бывают из надежных и много раз повторенных опытов

              М.В. Ломоносов

В рамках проблемного обучения в педагогике исследуются не только общепедагогические проблемы, но и проблемы обучения отдельным предметам. Особенно это относится к проблемам педагогики физики.

Именно на уроках физики складывается благоприятная атмосфера для введения элементов проблемного обучения, так как проблемным способом целесообразно изучать такой материал, который содержит причинно-следственные связи и зависимости, который направлен на формирования понятий, законов и теорий.

Приведем примерную схему организации урока физики в форме проблемного обучения.[18]

1. Создание учебной проблемной ситуации (реальной или формализованной) с целью возбудить у обучающихся интерес к данной учебной проблеме и мотивировать целесообразность ее рассмотрения;

2. Постановка познавательной задачи (или задач), возникающей из данной проблемной ситуации, четкая их формулировка;

3. Изучение различных условий, характеризующих поставленную задачу, обсуждение возможностей моделирования ее условия или замены имеющейся модели более простой и наглядной;

4. Процесс решения поставленной задачи (обсуждение задачи в целом и деталях, выявление существенного и несущественного в ее условиях, ориентация в возможных трудностях при ее решении, вычисление подзадачи и последовательность ее решения, соотношение данной задачи с имеющимися знаниями и опытом. Разработка возможных направлений решения основной задачи, отбор, воспроизведение известных теоретических положений, которые могут быть использованы в указанном направлении решения задачи, сравнительная оценка направления решения и выбор одного из них, разработка плана решения задачи в выбранном направлении и его реализация в целом, детальная реализация плана решения задачи и обоснование правильности всех шагов возникающего решения задачи);

5. Исследование получаемого решения задачи, обсуждение его результатов, выявление нового знания;

6. Применение нового знания посредством решения специально подобранных учебных задач для его усвоения;

7. Обсуждение возможных расширений и обобщений результатов решения задачи в рамках исходной проблемной ситуации;

8. Изучение полученного решения задачи и поиск других более экономичных или более изящных способов ее решения;

9. Подведение итогов проделанной работы, выявление существенного в содержании, способах решения, результатах, обсуждение возможных перспектив применения новых знаний и опыта.

Проблемное обучение позволяет эффективно сочетать как индивидуальную, так и групповую работу обучающихся на уроке физики. В примерной схеме проблемного урока основное место естественно занимает решение проблемы.

На этом этапе работа со студентами может выступать в виде:

1) фронтальной работы со всей группой,

2) групповой работы,

3) индивидуальной работы.

На выбор того или иного вида работы влияет наличие учебных средств (комплектов учебных пособий и других материалов), а также время, имеющееся в распоряжении преподавателя.

Групповая работа предполагает деление всех студентов на группы как примерно одинаковые по подготовке, так различныепо уровню. Количественный состав групп может быть разнообразным.

Целесообразно учесть некоторые принципы организации групповой работы.

1. Наиболее целесообразно создавать учебные группы из 4-6 человек.

2. Состав ученических групп не следует часто менять, лучше, если он является постоянным, но дифференцированным. Это способствует проявлению активности всех членов группы и ускорению работы «слабых» обучающихся.

3. Один из студентов назначается руководителем группы. При этом на разных уроках работой группы руководят разные обучающиеся.

4. Учебные группы ориентируются на работу примерно в одинаковом темпе, что дает возможность вести деловое обсуждение изучаемого материала.

Коллективная работа обучающихся над решением какой-либо учебной проблемы никаким образом не исключает индивидуальной работы каждого из них, так как групповая работа по существу объединяет индивидуальную работу каждого из членов группы.

Урок физики в группе КСК-11

по теме «Изучение изохорного процесса в газе»

Умелое сочетание групповой и индивидуальной формы занятий обеспечивает всестороннее развитие активности и самостоятельности в обучении всех обучающихся, дает возможность обсуждать изучаемую тему, оценивать результаты своих наблюдений, высказывать гипотезы.

Можно говорить о шести дидактических способах организации процесса проблемного обучения, представляющих собой три вида изложения учебного материала преподавателем и три вила организации им самостоятельной учебной деятельности студентов[19]. Рассмотри их.

1. Метод монологического изложения.

Преподаватель сообщает факты в определенной последовательности, дает им необходимые пояснение, демонстрирует опыты с целью их подтверждения. Использование средств наглядности и технических средств обучения сопровождается поясняющим текстом. Преподаватель вскрывает только те связи между явлениями и понятиями, которые требуются для понимания данного материала, вводя их в порядке информации. Чередование фактов строится в логической последовательности, однако, в ходе изложения внимание обучающихся на анализе причинно-следственных связей не конкретизируется. Факты «за» и «против» не приводятся, сразу сообщается правильные окончательные выводы. Проблемные ситуации если и создаются, то только с целью привлечения внимания обучающихся, заинтересовать их.

При использовании монологического метода обучения материал незначительно перестраивается. Преподаватель чаще всего только изменяет с целью создания проблемной ситуации порядок следования сообщаемых фактов, демонстраций, опытов, показа средств наглядности и в качестве дополнительных элементов содержания использует интересные факты из истории развития изучаемого понятия или факты, повествующие о практическом применении усваиваемых знаний в науке и технике.

Роль студента при использовании данного метода довольно пассивна, необходимый для работы этим методом уровень познавательной самостоятельности невысок.

При такой организации процесса усвоения нового знания преподаватель соблюдает все основные требования к уроку, реализует дидактические принципы наглядности, доступности изложения, соблюдает строгую последовательность в порядке следования информации, поддерживает устойчивое внимание обучающихся к изучаемой теме, однако этот метод преподавания превращает студента в пассивного слушателя, не активизирует его познавательную деятельность. Используемый в данном случае информационно-сообщающий метод преподавания позволяет достичь лишь одной цели – пополнить запас знаний обучающихся дополнительными фактами.

2. Рассуждающий метод обучения.

Если преподаватель ставит цель показать образец исследования постановки и решения целостной проблемы, то он использует рассуждающий метод. При этом материал разделяется на части, преподаватель к каждому этапу предусматривает системы риторических вопросов проблемного характера с целью привлечь обучающихся к мысленному анализу проблемных ситуаций, обнажает объективные противоречия содержания, но сам же их разрешает.

Способ перестройки материала для работы этим методом отличается прежде всего тем, что в содержание в качестве дополнительного структурного элемента вводится система риторических вопросов. Порядок следования сообщаемых фактов выбирается таким, чтобы объективные противоречия содержания были представлены особенно подчеркнуто, выпукло, возбуждали познавательный интерес обучающихся и желание их разрешить.

В изложении преподавателя преобладает уже не категоричность сведений, а элементы рассуждения, поиска выхода из возникающих в силу особенностей построения материала затруднений. Преподаватель, как это и предполагает М.И. Махмутов, «демонстрирует самый путь научного познавания, заставляя учеников следить за диалектическим движением мысли к истине»,[20] он не только создает проблемные ситуации, но ставит и решает проблемы, показывает, как выдвигались и сталкивались различные гипотезы.

Выбрав рассуждающий метод обучения, преподаватель пользуется объяснительным методом преподавания, сущность которого заключается в том, что он «включает сообщение учителем фактов данной науки, их описание и объяснение, то есть раскрывает сущности новых понятий с помощью слова, наглядности и практических действий».

3. Диалогический метод изложения.

Если преподаватель ставит перед собой задачу привлечь обучающихся к непосредственному участию в реализации способа решения проблемы с целью активизировать их, повысить познавательный интерес, привлечь внимание к уже известному в новом материале, он, используя то же построение содержания, дополняет его структуру информационными вопросами, ответы на которые дают студенты.

Использование диалогического метода обучения обеспечивает более высокий уровень познавательной активности обучающихся в процессе познания, так как они уже непосредственно привлекаются к участию в решении проблемы под управляющим воздействием преподавателя.

4. Эвристический метод изложения.

Эвристический метод применяется там, где преподаватель ставит цель обучить обучающихся отдельным элементам решения проблемы, организовать частичный поиск новых знаний и способов действия. Используя эвристический метод, преподаватель применяет то же построение учебного материала, что и при диалогическом методе, но несколько дополняет его структуру постановкой познавательных задач и заданий студентам на каждом отдельном этапе решения учебной проблемы. Таким образом, формой реализации этого метода является сочетание эвристической беседы с решением проблемных задач и заданий.

Суть эвристического метода состоит в том, что открытие нового закона, правила и т.п. совершается не преподавателем при участии обучающихся, а самими студентами под руководством и с помощью педагога.

Эвристическая беседа активизирует познавательную деятельность студентов, если вопросы рассчитаны на мышление обучающихся, их аналитико-синтетическую деятельность, если они направлены на получение индуктивного или дедуктивного вывода. Такой метод подводит обучающихся к новому знанию. Учебное занятие по физике, с использованием этого метода, представлен в приложении 1.

Урок физики в группе КСК-11

по теме «Основные положения молекулярно-кинетической теории»

При индуктивном методе введения нового материала стараюсь ставить вопросы, направленные на то, чтобы студенты самостоятельно в ходе анализа выделили общие черты наблюдаемых объектов и пришли к обобщению.

При дедуктивном выводе нового знания или при теоретическом пояснении экспериментально установленного факта преподаватель, обрисовав существенные черты рассматриваемой модели, включает обучающихся в мысленный эксперимент и предлагает им предсказать те изменения, которые будут наблюдаться в ходе его.

Развитие мышления обучающихся в ходе эвристической беседы зависит от умения педагога задавать вопросы. Вопросы могут быть очень детальными. Ответы на такие вопросы не требуют от обучающихся пытливости мысли, серьезной и вдумчивой работы ума.

В практике обучения эвристическая беседа, кроме вопросов, рассчитанных на мыслительную деятельность логического уровня, часто включаю вопросы и задания, требующие от обучающихся высказываний интуитивного характера (догадки, выдвижения возможных предположений и т.д.). Эти частично-поисковые задания придают эвристической беседе исследовательский характер.

5. Исследовательский метод.

Понятие исследовательского метода наиболее полно раскрыл И.Я.Лернер, который к исследовательскому методу отнес метод, организующий процесс усвоения «решением проблем и проблемных задач. Сущность его в том, что учитель конструирует методическую систему проблем и проблемных задач, адаптирует ее к конкретной ситуации учебного процесса, предъявляет учащимся, тем самым управляя их учебной деятельностью, а учащиеся, решая проблемы, обеспечивают сдвиг в структуре и уровне умственной деятельности, постепенно овладевая процедурой творчества, а заодно творчески усваивают и методы познавания».[21]

При проведении урока исследовательским методом опять используется такое же построение материала, и берутся элементы структуры эвристического метода и порядок следования вопросов, указаний, заданий. Если в процессе реализации эвристического метода эти вопросы, указания и задания носят упреждающий характер, то есть ставятся до решения подпроблемы, составляющей содержание данного этапа, или в процессе ее решения и выполняют направляющую функцию в процессе решения, то в случае использования исследовательского метода вопросы ставятся в конце этапа, после того как большинство обучающихся с решением подпроблемы справились.

Урок физики в группе КСК-11

по теме «Электростатика»

Важный и ответственный этап проблемного обучения – создание проблемной ситуации. Проблемную ситуацию на уроке физики можно создать различными способами. Главными средствами для этого служат проблемные вопросы, демонстрационный и мысленный эксперимент, фронтальные опыты, экспериментальные задачи, специально выбранные факты из истории физики.

Чтобы применять проблемное обучение на уроках физики, нужно задуматься над тем, что благодаря использованию в физике научного метода познания, преподавателю предлагается мощное средство для создания проблемных ситуаций.

Овладение студентом научным методом познания означает, фактически, готовность «переоткрыть» уже сделанное в науке открытие. Главным для обучающегося становятся не знания, а процесс выявления сущности закономерностей, данных ему в научных открытиях.

Методы научного познания представляют собой совокупность приемов и операций получения нового знания, а также способ построения теорий[22].

Процесс познания в науке осуществляется на двух уровнях: эмпирическом и теоретическом. Методы, предложенные Г. Галилеем, соответствуют эмпирическому уровню познания. Основоположником теоретического метода можно считать И. Ньютона.

Суть научного метода познания заключается в модельном отражении действительности. Для того чтобы познать действительность (явление, процесс) исследователь накапливает научные (опытные факты). Следующим этапом в познании является обобщение и систематизация опытных фактов и выдвижение гипотезы. Любая гипотеза для установления ее истинности нуждается в экспериментальной проверке. Подтверждающиеся гипотезы превращаются в законы, принципы, т.е. основные положения теории. С процессом выдвижения гипотез в познании тесно связано моделирование, результатом которого является построение мысленной идеальной модели. Модели приписываются некоторые свойства, из которых предсказываются новые явления или процессы, которые проверяются экспериментально.

Очень важным с методологической точки зрения является то, что модели создаются субъектами процесса познания и потому являются абстрактными (т.е. существующими в нашем сознании).

Основные способы создания моделей в физике: предельный переход, «приписывание» свойств.

Первым способом строятся модели макрообъектов и физических явлений, непосредственно воспринимаемых органами чувств человека. В частности, так получены модели материальной точки, математического маятника, абсолютно твердого тела, равномерного движения и многие другие. При таком способе моделирования вначале рассматривается группа объектов или явлений, обладающих определенным свойством в порядке убывания или возрастания степени выраженности этого свойства. Далее совершается мысленная операция – вывод о существовании мысленного объекта или явления, либо лишенного данного свойства вообще (как размеры в понятии материальной точки), либо обладающего им в наивысшей «бесконечной степени» (как, например, в моделях абсолютно твердого или абсолютно черного тела).

Вторым способом получают модели микрообъектов (атомов, молекул, нуклонов), полевых объектов (поля) и микроявлений, не оказывающие непосредственного влияния на наши органы чувств. В этом случае происходят два процесса: абстрагирование и собственно приписывание. Вначале на основе предшествующего опыта учащихся договариваются, от каких свойств объектов или явлений можно отвлечься (абстрагироваться). Тому, что осталось в результате соглашения (договора на основе эвристической беседы), и следует приписать свойства модели. Так создаются модели идеального газа, электронного газа, модель движения электрона в атоме по орбите (в теории Бора).

Однако существуют модели, которые нельзя получить путем приписывания или предельного перехода. Такие модели называют теоретическими конструктами. К ним, в частности, относятся модели электрона, фотона, электромагнитного поля. Развитие физической науки (в экспериментах) подтвердило правомерность и плодотворность использования этих моделей. При введении таких моделей фактически приходится обосновывать само существование материальных прообразов данных моделей. Наиболее приемлемым методическим приемом в данном случае является использование исторических сведений, показывающих их появление в науке.[23]

Рассмотрим примеры введения моделей на уроках физики.

На занятии по теме «Взаимодействие токов. Магнитное поле» для рассмотрения модели магнитного поля вначале можно обучающимся задать следующие вопросы:

-       Опишите процесс взаимодействия между собой неподвижных зарядов.

-       Какие свойства электрического поля мы изучали?

(При повторении используем плакаты)

-       А взаимодействуют ли между собой движущиеся заряды?

-       Каков механизм этого взаимодействия?

Затем провести опыт по взаимодействию параллельных проводников с током и обсудить следующие вопросы:

-       Можно ли объяснить отталкивание или притяжение проводников с током электрическим взаимодействием зарядов?

-       Каков, по аналогии с электростатическим взаимодействием, должен быть механизм взаимодействия проводников с током?

При обсуждении студенты выдвигают гипотезу о существовании – магнитного поля.

Доказательства этого предположения: а) магнитное поле порождается электрическим током, действует на электрический ток и магнитную стрелку. Почему второй проводник с током не отклоняется, если выключить первый?

Что может служить индикатором магнитного поля? (электрический ток, магнитная стрелка)

По учебнику рассматривается поведение контура с током в магнитном поле. Обучающиеся пытаются найти ответы на вопросы:

-       Будет ли отклоняться магнитная стрелка вблизи проводника, если по нему пропустить электрический ток? (Опыт Эрстеда).

-       Действие какого объекта приводит к движению магнитной стрелки? (Магнитное поле)

С помощью магнитной стрелки экспериментально выделяют: а) существование магнитного поля вокруг любого проводника с током; б) непрерывность и неограниченность магнитного поля; в) ослабление поля при удалении от проводника с током, зависимость величины поля от силы и направления электрического тока.

На занятии по теме «Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома» модель атома можно ввести следующим образом.

Из курса физики и химии вам известно, что все тела состоят…

Как вы представляете строение атома? (В центре атома находится очень малое положительно заряженное ядро. Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны. Электроны располагаются вокруг ядра на разных расстояниях, образуя электронные слои).

Но до сих пор физические законы строения атома, не изучались. Наша задача – изучить их.

Экскурс в историю открытия сложного строения атома (сообщение обучающихся).

Рассказ обучающегося о первой модели атома Томсона. (Эта модель сыграла положительную роль: в дальнейшем была использована верная идея о слоях электронов в атоме, о потере электронов атомами. Однако скоро обнаружилось несоответствие модели реальной действительности. В частности, модель атома Томсона оказалась в противоречии с результатами опыта Резерфорда)

Демонстрация компьютерной модели опытов Резерфорда. Рассказ об опыте и об его результатах, приводятся исторические сведения.

Эксперимент является источником знания, могучим методом физических исследований, критерием истинности знаний о мире. Эксперимент можно успешно использовать для постановки учебной проблемы, благодаря его особенности, привлекать к себе внимание студентов. Наблюдение новых, неожиданных эффектов возбуждает познавательную активность обучающихся, вызывает острое желание разобраться в сути явления. При этом в одних случаях полезно предложить студентам внимательно наблюдать за происходящим, а в других - попробовать предсказать заранее результат опыта.

Урок по теме «Явление электромагнитной индукции» в группе КСК-11

Каждый раз стремлюсь к тому, чтобы обучающиеся понимали логическую структуру курса: какие положения являются фундаментальными научными фактами, какие выводятся из опыта, какие предсказываются теорией и подтверждаются экспериментом, какие являются предположениями, и требуют дальнейшего исследования.

Фронтальные экспериментальные задания эффективны для создания проблемной ситуации. Например, при изучении математического маятника студентам предлагается задание: выяснить, от каких величин зависит период колебаний математического маятника. Выдается оборудование. Студенты в парах проводят эксперименты, приходят к результату, что период маятника не зависит от амплитуды колебаний маятника и его массы, а зависит от длины маятника. Возникает проблема: чему же равен период математического маятника. В итоге ее обсуждения получается формула периода колебаний математического маятника.

При изучении раздела «Законы постоянного тока» студентам на лабораторной работе предлагается измерить ЭДС источника тока и определить его внутреннее сопротивление. Указывается оборудование, но порядок проведения работы студенты продумывают сами. Они составляют план работы, предлагают метод расчет необходимых величин, затем согласовывают их с преподавателем и проводят сам опыт.

Лабораторная работа по теме «Законы постоянного тока» в группе ЭМ-11

Заинтересовать новой проблемой и сформулировать проблему исследования можно с помощью задач. В практике преподавания вопросы- задачи обычно широко используются для закрепления и проверки знаний студентов. Постановка некоторых вопросов до «открытия» нового знания будет способствовать возбуждению познавательной активности обучающихся.

Например, такие вопросы:

-     Почему сидящая на проводе птица не погибает от удара током?

-     Почему радуга имеет форму дуги?

-     Почему небо днём синее, а во время заката — красное?

-     Каким образом лёд способен течь?

-     Почему можно увеличить скорость заморозки воды, предварительно нагрев её?

-     Почему лёд не тонет в воде?

-     Почему в радуге выделяют 7 цветов?

При изучении процессов испарения и конденсации предложить студентам ответить на вопрос: «Отто Хайл, вернувшийся из путешествия в Новую Зеландию, сидел в кресле и вёл беседу со своим другом Карлом Саганом. Бутылка боржоми явно была неохлаждённой. Хайл отставил стакан.

-Карл, я вспоминаю свою поездку в Египет. Там подают воду в гоулах. Это сосуды из необожженной глины, обладающие той любопытной особенностью, что налитая в них вода становится прохладнее, чем окружающие предметы.

-Мне не доводилось видеть таких кувшинов, - поддержал разговор Саган, - но я читал о них. В Испании их называют алькарацца. А секрет охлаждающего действия этих кувшинов прост».

В чём заключается секрет охлаждающего действия этих кувшинов?

(Ответ: жидкость просачивается через глиняные стенки наружу и там медленно испаряется, отнимая при этом теплоту от сосуда и заключённой в нём жидкости. Чем знойнее воздух, тем скорее и обильнее испаряется жидкость, увлажняющая сосуд снаружи, и, следовательно, тем более охлаждается вода внутри кувшина, так как при испарении происходит поглощение энергии).

При изучении звуковых волн студенты объясняют следующую ситуацию:

«До шлюпки предстояло проплыть около ста метров. Горящая нефть покрывала водную поверхность, и поэтому пришлось плыть под водой. У самой шлюпки я услышал взрыв. А когда, схватившись за борт шлюпки, я вынырнул из воды, то услышал второй взрыв. Я оглянулся – от танкера на поверхности океана осталось одно масляное пятно».

Всё так. Но в одном пункте его показания расходились с показаниями команды. Как вы думаете, в каком?

(Ответ: Капитан услышал два взрыва, так как сначала до него дошёл звук по воде, затем капитан услышал звук по воздуху. Так как скорость звука в воде больше, чем в воздухе. Команда в лодке слышала только один взрыв, так как звук пришёл к ним по воздуху).

Обязательно на уроках физики должны использоваться качественные задачи с профессиональной направленностью. Например, для студентов специальности 23.02.05  Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (по видам транспорта, за исключением водного) можно предложить следующие вопросы:

ü Почему аккумулятор располагают как можно ближе к стартеру, а не в другом удобном месте и соединяют их толстой медной шиной?

ü Можно ли вместо плавкого предохранителя вставить толстую проволоку или пучок медных проволок («жучок»)? Почему?

ü Щелочные аккумуляторы легче и прочнее кислотных, не боятся короткого замыкания. Однако они имеют большее внутреннее сопротивление и резко меняют напряжение при изменении температуры. Почему два последних обстоятельства не позволяют применять щелочные аккумуляторы в автомобиле?

ü Перед зарядкой аккумулятора обнаружили, что уровень электролита в нем ниже нормального. Что нужно сделать: добавить готовый электролит или долить дистиллированной воды?

Для студентов специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) следующие вопросы:

ü Для чего каждый провод высоковольтной линии электропередач делают тройным?

ü Как взаимодействуют воздушные провода, питающие двигатель вагона троллейбуса?

ü Почему электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением можно питать не только постоянным, но и переменным током?

ü В трамвайном вагоне два двигателя; водитель может включить их и последовательно и параллельно. В каких случаях применяется каждое соединение?

Во многих случаях проблемную ситуацию легко создать на уроке при решении расчетной задачи, ответ к которой противоречит известным закономерностям или «здравому смыслу». Необходимо создать условия, при которых обучающийся будет испытывать удовольствие от обучения. С целью развития мышления полезно предлагать студентам задания по самостоятельному составлению задач. Такие задания могут быть весьма разнообразными. Например, составьте задачу, обратную той, что решена; составьте задачу на такую-то формулу и т.д. Когда человек становится автором своей задачи и его задача предлагается для решения другим, то возникает желание испытать чувство авторства, которое является прекрасным стимулом для поддержания интереса к решению задач.

Урок по теме «Основные положения молекулярно-кинетической теории»

Формировать умение составлять задачи необходимо начать с решения простых задач, осуществляя перенос искомой величины, при этом, не меняя условие задачи.

Для формирования логического мышления на уроках можно использовать аналогию в процессе познания. Обучающиеся постепенно овладевают интеллектуальным навыком сведения одного сложного явления к другим, более простым и уже изученным. Например, в курсе «Механики» обучающиеся узнают те же самые законы движения Ньютона, согласно которым осуществляются механические процессы на Земле, управляют движением небесных тел. По этим же законам движутся и искусственные спутники, и космические корабли, спроектированные и запущенные человеком. При изучении целого ряда вопросов курса физики обучающиеся сталкиваются с примечательным методологическим фактом, имеющим большое эвристическое значение (он получил название изоморфизма): качественно различные физические явления и закономерности имеют одинаковую количественную структуру и выражаются внешне одинаковыми математическими формулами. Такова изоморфность закона всемирного тяготения Ньютона и закона электростатического взаимодействия Кулона, основных величин и уравнений, описывающих распространение механических и электрических колебаний, формулы Гюйгенса для математического маятника и формулы Томсона для колебательного контура и т.д.

Большое влияние на умственное развитие студентов оказывают задания, требующие сравнения, систематизации и обобщения уже изученного материала.

Сопоставлению поддаются магнитные свойства вещества (ферромагнетики, пара- и диамагнетики), свойства полей и вещества, ход лучей в линзах и зеркалах и т.д. Большое значение имеет и работа по систематизации знаний обучающихся. Заканчивая изучение темы «Силы в природе», преподаватель предлагает студентам систематизировать полученные знания по следующим параметрам: природа силы, ее направление, закон, которому она подчиняется.

Систематизировать можно изучаемые понятия и единицы их измерения. Например, провести систематизацию величин и их единиц по разделу «Электродинамика».

Эти задания благотворно влияют на качество знаний обучающихся. Их выполнение требует от студента анализа, сопоставлений, обобщений и других умственных операций, т.е. ведет к умственному развитию.

Возникает вопрос: какое местопреподавателя при проблемном обучении?

Мастерство педагога проявляется больше всего в создании проблемных ситуаций.

При проблемном обучении преподаватель остается руководителем учебного процесса, но выходит из роли человека сообщающего знания в традиционной школе, и становится тем, кто побуждает, развивает, наблюдает мыслительные операции обучающихся, исправляет ошибки, разъясняет сомнения.

Наблюдая работу коллективов, он видит то, что не замечал часто, проводя работу со всеми, - ведь отдельного студента можно наблюдать в моменты спокойной работы, в минуты творческих поисков, дискуссий.

Выступая в роли организатора обучения на проблемной основе, преподаватель призван действовать скорее как руководитель и партнер, чем как источник готовых знаний и директив для обучающихся. В процессе подготовки педагог должен приобрести опыт, который позволит ему:

1. тонко чувствовать проблемность ситуации, с которыми сталкиваются обучающиеся и уметь ставить перед группой реальные учебные задачи в понятной для студентов форме;

2. выполнять функцию координатора и партнера. В ходе исследования различных аспектов проблемы помогать отдельным обучающимся и группам, избегая директивных приемов;

3. стараться увлечь студентов проблемой и процессом ее глубокого исследования, стимулировать творческое мышление при помощи умело поставленных вопросов;

4. проявлять терпимость к ошибкам, допускаемых студентамиили в попытках найти собственное решение, предлагая свою помощь или адресовать к нужным источникам информации только в тех случаях, когда обучающийся начинает чувствовать безнадежность своего поиска.

Помещение преподавателя на второй план отнюдь не значит, что он утрачивает в какой-то мере свое значение. Это лишь формально второй план, хотя и идущий от студента, несмотря на то, что педагог появляется на сцене реже обучаемого, фактически он является главным героем. От него зависит все то, что происходит или не происходит с обучающимся. Однако свою роль главного актера, а также режиссера сцены он выполняет надлежащим образом только тогда, когда умеет вызвать в студентах силы и творческие возможности и использовать их в хорошо организованном процессе воспитания.

Итак, деятельность преподавателя при проблемном обучении включает:

1. Нахождение проблемы и создание проблемной ситуации;

2. Знание или нахождение наиболее эффективного способа ее решения;

3. Руководство этапом определения проблемы;

4. Оказание помощи студентам в анализе условий и выборе плана решения задачи;

5. Уточнение формулировки проблемы;

6. Оказание помощи в нахождении способов самоконтроля обучающимися;

7. Разбор допущенных студентами ошибок и определение их возможного влияния на решение задачи;

8. Организация коллективного обсуждения решенной проблемы с учетом возможных путей ее реализации на практике.

Анализируя приведённые выше примеры можно сказать, что технологию проблемного обучения эффективно использовать на занятиях по учебному предмету «Физика».

В результате наблюдается высокий уровень усвоения материала, умение принимать решение в стандартных и нестандартных ситуациях, высокий уровень успеваемости.

Таким образом, сегодня технология проблемного обучения является одной из ведущих педагогических технологий.

Список использованных источников

1.       Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

2.       Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе. - М.: Просвещение, 1981

3.       Брунер Дж. Процесс обучения. − М., 1962

4.       Дж. Дьюи. Психология и педагогика мышления. (Как мы мыслим.) Перевод с английского Н.М. Никольской. Редакция Ю.С. Рассказова. − Издательство «Лабиринт», –М., 1999. – 192 с.

5.       Железнякова О.М. Как конструировать проблемное изложение учебного материала. – Физика в школе. – 1999. –  № 6

6.       Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при обучении физике. – М.: Просвещение, 1992. – 187 с.

7.       Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения: В 2-х т. Т. 2. – М.: Педагогика, 1982. –  576 с.

8.       Кулюткин Ю.Н. Эвристические методы в структуре решений. М., 1970. – 365 с.

9.       Лернер И.Я. Проблемное обучение. – М., 1974. – 274 с.

10.  Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М., 1972. – 524 с.

11.  Лапчик М.П. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / М.П Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер; Под общей редакцией М.П. Лапчика. – М.: Издательский центр Академия, 2005. – 624 с.

12.  Людмилов Д.С., Дышинский Е.А., Лурье A.M. Некоторые вопросы проблемного обучения математике: Пособие для учителей. – Пермь, 1975.

13.  Махмутов М.И. Проблемное обучение. – М., 1975. – 175 с.

14.  Михилькевич В.Н., Полушкина Л.И., Мегедь В.М. Справочник по педагогическим инновациям. – Самара, 1998. – 172 с.

15.  Оконь В.В.  Основы проблемного обучения. – М., 1988. – 184 с.

16.  Педагогика. Учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей /Под ред. П.И. Пидкасистого. – М.: Педагогическое общество России, 1998. – 640 с.

17.  Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. − СПб: Издательство «Питер», 2000. − 712 с.

18.  Румбешта Е.А. Обучение деятельности на уроках физики. – Физика в школе. – 2003. –  №7

19.  Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учеб. пособие. – М., 1998. – 185 с.

20.  Сухомлинский В.А. Сердце отдаю детям. – Киев: Радянська школа, 1974. – 288 с.

21.  Тереньтьев М.М. Демонстрационный эксперимент по физике в проблемном обучении. – М.: Просвещение,  1978

22.  Современые  технологии на уроках  математики и физики. Журнал «Педагогика online» − [Электронныйресурс]http://aneks.spb.ru/index. php?Itemid=25&option=com_content&view=article&catid=22&id=1710

Приложение 1

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

учебного занятия

по учебному предмету «Физика»

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Разработчик:  НИКОЛАЕНКО Наталья Валерьевна,

преподаватель высшей квалификационной категории

деятельностная карта учебного занятия

план урока

Специальность:09.02.01 Компьютерные системы и комплексы

Учебная группа: КСК-11

Учебный предмет: ОВПу.02 Физика

Тема учебного занятия: Явление электромагнитной индукции и его применение

Тип урока: урок «открытия» нового знания

Вид урока: проблемная лекция с элементами исследовательской деятельности

Место проведения: учебный кабинет «Физика»

Средства обучения:

§  технические:

-       мультимедийный проектор и интерактивная доска, персональный компьютер;

-       лабораторное оборудование: гальванометр −  5 шт., катушка – 8 шт., полосовой магнит – 8 шт., реостат – 2 шт., ключ, источник питания на 24 В, батарея, соединительные провода, дугообразный магнит, магнитная стрелка, штатив – 2 шт.

§  информационно-коммуникационные:

-       компьютерная мультимедийная презентация к уроку;

-       видеофрагменты.

§  дидактический материал:

-       шаблоны опорного конспекта – 25 шт.

-       шаблон кластера – 4 шт.

-       жетоны («тесла»)

Цели урока:

деятельностная: создание условий для овладения умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы, применять полученные знания для объяснения явления электромагнитной индукции и ее свойств;

содержательная: формирование понятия «явление электромагнитной индукции» и представления о его применении в технике, исследование зависимости силы индукционного тока от различных параметров;

воспитательная: устойчивого интереса к изучению физики, активности, воспитание культуры общения;

методическая цель: применение технологии проблемного обучения и элементов технологии исследовательской деятельности при изучении физического явления и его применения для ознакомления обучающимися с методом научного познания.

Задачи урока:

учебно-практические:

¾      совершенствовать умения и навыки самостоятельной деятельности, работы в группах;

¾      совершенствовать умения ясно, логично и точно излагать свою точку зрения;

¾      развивать критическое мышление через проблемные ситуации, создание кластера;

¾      совершенствовать речевые умения —комментировать, анализировать результаты экспериментов.

учебно-познавательные:

−       расширить знания студентов о явлении электромагнитной индукции и его применении в технике;

−       создавать условия для развития положительной мотивации к учению, стимулировать развитие творческих возможностей обучающихся;

−       развивать способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности;

−       создавать условия для применения полученных знаний;

воспитательные:

−       содействовать воспитанию положительного отношения к знаниям и процессу обучения, уверенности в своих силах, аккуратности при выполнении записей;

−       способствовать осознанию практической ценности явления электромагнитной индукции в жизни человека.

Образовательные технологии:

-       технология проблемного обучения;

-       технология кооперативного обучения;

-       элементы технологии исследовательской деятельности;

-       информационно-коммуникационные технологии.

Организационные формы образовательной деятельности: фронтальная, групповая.

Методы обучения:

−        словесные: проблемная лекция; проблемное изложение, диалогический, рассуждающий, проблемное изложение, диалогический, рассуждающий, эвристический (эвристическая беседа);

−       наглядные: компьютерная мультимедийная презентация, опытно-экспериментальный;

−       практические: исследовательский, частично-поисковый.

Планируемые результаты:

а) предметные:

−       формирование понятия явления электромагнитной индукции;

−       расширение представлений о применении явления электромагнитной индукции;

−       формирование навыков применения полученных знаний при проведении экспериментов.

б) метапредметные:

§  регулятивные:

−       умение ставить перед собой цель, видеть ожидаемый результат работы;

−       умение планировать свою деятельность;

−       умение рационально распределять рабочее время;

§  познавательные:

−       формулирование познавательной цели;

−       поиск и отбор необходимой информации;

−       структурирование полученной информации;

−       самостоятельное и групповое изучение материала, анализ, обобщение;

§  коммуникативные:

−       умение слышать, слушать и понимать собеседника;

−       планировать и согласованно выполнять совместную деятельность;

−       умение выражать свои мысли с достаточной полнотой и точностью;

−       взаимно контролировать действия друг друга, оказывать поддержку друг другу.

в) личностные:

−       осознание социальной, практической и личностной значимости учебного материала.

Нормативный документ

Федеральный государственный образовательного стандарт среднего общего образования (утв. приказом Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 17 мая 2012 г.  №413.). – М.: Министерство образования и науки РФ. – 2012.

Образовательные ресурсы:

Основная литература

1. Генденштейн Л.Э. Физика 11 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик – М.: Мнемозина, 2012. – 272с.

2. Генденштейн Л.Э. Физика. Задачник 11 кл. (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2012.

3. Дмитриева В.Ф. Физика: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М.: Академия, 2010. -464 с.

4. Касьянов В.А. Физика 11 кл. Учебник для общеобразоват. учеб. заведений - М.: Дрофа, 2012.

Дополнительная литература

1.   Кирик Л.А., Генденштейн Л.Э., Гельфгат И.М. Задачи по физике для профильной школы с примерами решений. 10 – 11 классы. Под ред. В.А. Орлова. – М.: ИЛЕКСА, 2012. – 416.

2.   Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: учеб. для 11 кл. средняя школа – М.: Просвещение, 2013.

3.   Энциклопедия для детей. Том 16. Физика Ч.2. Электричество и магнетизм. Термодинамика и квантовая механика. Физика ядра и элементарных частиц / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2002. – 432 с.

Интернет-источники, электронные образовательные ресурсы

1.   Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы «Школьный физический эксперимент. Магнитное поле» Современный гуманитарный университет, 2005

2.   Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы «Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция» Современный гуманитарный университет, 2005

3.   Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс]http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

4.   Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс]www.youtube.com

5.   Практическое применение явления электромагнитной индукции – [Электронный ресурс] https://sites.google.com/site

Видеоресурсы

1. Взаимодействие параллельных токов. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Магнитное поле. – Современный гуманитарный университет, 2005

2. Применение явления электромагнитной индукции. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005

3. Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс] URL:http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

4. Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс]URL:www.youtube.com

Научно-методические ресурсы

1.   Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

2.   Инновационные педагогические технологии: Учеб. пособ. / В.Н. Михилькевич, В.М. Нестеренко, П.Г. Кравцов; Самар. гос. ун-т. Самара, 2001. – 89 с. – С. 58-62

3.   Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения: В 2-х т. Т. 2. – М.: Педагогика, 1982. –  576 с.

4.   Кукушин B.C. Теория и методика обучения / B.C. Кукушин. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 474 с. – (Высшее образование)

5.   Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Современный урок. Часть III: Проблемные уроки. Научно-практич. пособие для учителей, методистов, руководителей учебных заведений, студентов и аспирантов  пед. учеб.  заведений, слушателей ИПК. – Ростов н/Д: Учитель, 2006. – 288 с.

6.   Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. – М.: Педагогика, 1981. – 186 с.

7.   Лернер И.Я. Проблемное обучение. –  М.: Знание, 1975

8.   Махмутов М.И. Проблемное обучение: Основныевопросы теории. – М.: Педагогика, 1975. – 368 с.

9.   Михилькевич В.Н., Полушкина Л.И., Мегедь В.М. Справочник по педагогическим инновациям. – Самара, 1998. – 172 с. – С. 166-188

10.   Оконь В. Основы проблемного обучения. – М, 1988. – 184 с.

11.   Пилипец Л.В., Клименко Е.В., Буслова Н.С. Проблемное обучение: от Сократа до формирования компетенций // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5-4. – С. 860-864 (Электронный ресурс)URL: http: //www.fun-da-mental-research.ru/ru/article/view?id=34012

12.   Пилипец Л.В. Проблемное обучение физике в базовой школе на основе софизмов и парадоксов // Мир науки, культуры, образования. – 2009. – № 7(19). – С. 278–281 (Электронный ресурс) URL: http://e-lib.gasu.ru/MNKO/archive/2009/7_2/nko200972.pdf

13.   Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: учебное пособие. – М.: Народное образование, 1998.

Пилипец Л.В. Проблемное обучение физике в базовой школе наоснове

Основные термины и понятия: явление электромагнитной индукции, индукционный ток, магнитное поле, гальванометр, трансформатор, генератор, индукционная плита, магнитотерапия, микрофон, радио-мышь с индукционным питанием, металлоискатель.

Организационная структура учебного занятия

Наименования этапов учебного занятия/ регламент (в минутах)	Ключевые учебно-познавательные, учебно-практические задачи, решаемые на данном этапе	Виды деятельности студента	Виды деятельности преподавателя	Средстваконтроля достижения планируемых результатов/ формы организации совзаимодействия  (интерактивного общения) на данном этапе	Формируемые УУД
1.Этап мотивации к учебной деятельности (5 мин.)	Выработка на личностно значимом уровне внутренней готовности к  выполнению нормативных требований учебной деятельности. Создание деловой атмосферы, позитивного настроя на активную деятельность и мыслительную работу, включение в деловой ритм	Отвечают на вопросы преподавателя и делают выводы по результатам демонстрационных экспериментов	Демонстрация двух экспериментов и постановка проблемных вопросов	Побуждающий диалог	Личностные: стремление к целенаправленной познавательной деятельности. Познавательные: готовность к информационно-познавательной деятельности Регулятивные: саморегуляция;  умение быстро включаться в деловой ритм, активную деятельность и мыслительную работу Коммуникативные: умение вести диалог.
2.Этап актуализации опорных знаний. Формулирование учебной задачи (3 мин.)	Активизация мыслительных операций  и познавательных процессов (внимания, памяти и т.д.). Совершенствование умений и навыков самостоятельной деятельности, работы в группах	Выдвигают гипотезы, под-тверждают их опытами, которые выполняют по группам. Отвечают на вопросы преподавателя. Пытаются определить и сформулировать тему занятия по результатам опытов	Корректирует и конкретизирует тему занятия, организует деловое общение, способствующее актуализации опорных знаний	Побуждающий диалог	Личностные: выработка учебной мотивации. Познавательные: выдвижение гипотез и их обоснование;самостоятельное создание способов решения проблем поискового характера Регулятивные: целеполагание; планирование; прогнозирование Коммуникативные: умения и навыки обмениваться мыслями и суждениями в режиме диалога
3.Подготовка к «открытию» нового знания. Целеполагание (1 мин.)	Активизация мыслительных операций и познавательных процессов (внимания, памяти и т.д.). «Погружение» в тему занятия, мотивированное пробуждение интереса к теме	Отвечают на вопросы преподавателя. Пытаются определить и сформулировать цели занятия	Ставит проблемные вопросы. Организует деловое общение	Проблемная беседа	Личностные:совершенствование имеющихся знаний и умений; осознание своих трудностей и стремление к их преодолению Познавательные:выдвижение гипотез и их обоснование; постановка учебной задачи Регулятивные: целеполагание; планирование; прогнозирование Коммуникативные: умение вступать в диалог с преподавателем, участвовать в общей беседе, соблюдая правила речевого этикета, слушать и отвечать на вопросы
4.Работа над новой темой («открытие» нового знания) (20 мин.)	Совершенствование умений и навыков самостоятельной деятельности, работы в группах; создание условий для применения полученных знаний при решении практических задач; содействие воспитанию положительного отношения к знаниям и процессу обучения, уверенности в своих силах, аккуратности при выполнении записей	Отвечают на вопросы, выдвигают гипотезы и подтверждают их опытами, которые самостоятельно проводят по группам. Делают выводы и оформляют их в опорном конспекте	Ставит проблемные вопросы. Контролирует работу обучающихся.Оценивает деятельность студентов в течении занятия, выдавая «теслы».	Проблемная лекция с элементами исследовательской деятельности	Личностные: соотнесение предметного содержания учебного занятия с ценностно-смысловыми установками. Познавательные: выдвижение гипотез и их обоснование; постановка учебной задачи; умение самостоятельно принимать решения; самостоятельное и групповое изучение материала, анализ, обобщение Регулятивные: умение самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; выбирать пути достижения поставленной цели. Коммуникативные: умение ясно, логично и точно излагать свою точку зрения; строить монологические высказывания, использовать адекватные языковые средства
5. Включение нового знания в систему имеющихся знаний (8 мин.)	Совершенствование умения ясно, логично и точно излагать свою точку зрения; развитие владения языком предмета; созданиеусловий для развития положительной мотивации к учению, развития творческих возможностей обучающихся; развитие способности к самостоятельной информационно-познавательной деятельности	Студенты по группам заполняют кластеры по ключевому понятию «Явление электромагнитной индукции» и озвучивают результаты своей работы	Организует  работу обучающихся	Заполнение кластера	Личностные:действия смыслообразования (осознание возможности применения нового знания при решении задач) Познавательные: понимание и адекватная оценка ценностного смысла нового знания и границ его применимости Регулятивные:оценка имеющихся знаний и их коррекция. Коммуникативные:умение слышать, слушать и понимать собеседника; планировать и согласованно выполнять совместную деятельность; умение выражать свои мысли с достаточной полнотой и точностью, уважать в общении и сотрудничестве партнера, оказывать поддержку друг другу
6. Рефлексия. Подведение итогов учебного занятия (6 мин.)	Развитие у обучающихся навыков познавательной рефлексии как осознания совершаемых  ими действий и мыслительных процессов, результатов деятельности, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения; контроль и оценка процесса и результатов деятельности	Отвечают на вопросы. Дают оценку своей деятельности на занятии по группам методом «3+1»	Оценивает работу обучающихся, организует диалоговое общение, стимулирующее рефлексивную деятельность, оценку. Подводит итоги проделанной работы. Выставляет отметки обучающимся	Диалог, рефлексия методом «3+1»	Личностные:соотнесение предметного содержания учебного занятия с ценностно-смысловыми установками. Познавательные: контроль и оценка процесса и результатов деятельности Регулятивные:оценивание собственных достижений Коммуникативные:умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации
7.Инструктирова-ние о выполнении домашнего задания (2 мин.)	Ознакомление с творческим домашним заданием, детализация информации по его выполнению	Получают домашнее задание по группам, знакомятся с ним, задают вопросы по необходимости	Инструктирует по выполнению домашнего задания		Личностные: осознание личностного смысла творческого домашнего задания. Познавательные: самостоятельное  решение  проблем творческого характера. Регулятивные: саморегуляция. Коммуникативные: планирование и осуществление учебного сотрудничества со сверстниками, определение способов взаимодействия при выполнении домашнего задания

сценарный план учебного занятия

Студенты разделены на четыре группы по 6 человек. Каждая группа сидит за отдельным столом. На столах по 6 бланков опорных конспектов, два маркера, шаблон кластера (размер – половина ватмана), гальванометр, катушка, два постоянных полосовых магнита.

1.     Этап мотивации к учебной деятельности

Преподаватель. Сегодня урок я хотела бы начать с двух экспериментов. Постарайтесь вспомнить: кто впервые провел их и какой вывод можно сделать по результатам экспериментов?

Первая демонстрация: к источнику тока подключен проводник, поднесем к проводнику магнитную стрелку. Что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка поворачивается перпендикулярно к проводнику.

Преподаватель. Переключим полюса источника тока, т.е. ток пойдет в другом направлении.  Что происходит с магнитной стрелкой?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка разворачивается другим полюсом перпендикулярно к проводнику.

Преподаватель. Вторая демонстрация будет представлена на видео.

Демонстрация опыта Ампера: притяжение параллельных проводников, по которым ток проходит в одном направлении, отталкивание проводников, если ток противоположно направлен.[24]

Преподаватель.Итак, кто провел первый опыт, и какой результат был получен?

Предполагаемый ответ студентов. Этот опыт провел датский ученый Эрстед. Он установил, что электрический ток в проводнике действует определяющим образом на магнитную стрелку.

Преподаватель. Что мы увидели в демонстрации на видео?

Предполагаемый ответ студентов. Это опыт Ампера. Он выяснил, что параллельные проводники притягиваются, если в них токи проходят в одном направлении, и отталкиваются, если токи направлены в противоположных направлениях.

Преподаватель. Какой же вывод можно сделать из этих наблюдений?

Предполагаемый ответ студентов. Вокруг проводника с током существует магнитное поле.

Преподаватель. Вспомните, какими свойствами обладает магнитное поле?

Предполагаемый ответ студентов.Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами); оно обнаруживается по действию на электрический ток; оно существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем.

Преподаватель. Какой силовой характеристикой описывается магнитное поле?

Предполагаемый ответ студентов. Вектор магнитной индукции.

Преподаватель. В каких единицах измеряется физическая величина – магнитная индукция?

Предполагаемый ответ студентов. Тесла.

Преподаватель. Сегодня на уроке вы будете оформлять свой опорный конспект, отвечать на вопросы, выполнять практическую работу. Наиболее активные студенты будут получать «теслы» - единицы измерения вашего успеха. (Жетоны на которых написано «Тл») Обратите внимание, что если к концу урока вы наберете от 4 до 6 «тесл» вы получите «хорошо» (4), если более – «отлично» (5).

2.  Этап актуализации опорных знаний. Формулирование учебной задачи

Преподаватель. Итак, из электричества был получен магнетизм. В начале XIX века многие ученые поставили перед собой следующую проблему: можно ли создать электрический ток с помощью магнитного поля?

Например, в 1821 году английский физик Майкл Фарадей записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество?»

У вас на столах находится следующее оборудование: гальванометр, катушка, два соединительных провода, постоянный магнит. Подумайте, как бы вы получили электричество из магнетизма с помощью этих приборов?

Предполагаемый ответ студентов.Соединить катушку с гальванометром, опускать и вынимать магнит.

Преподаватель. Попробуйте выполнить данный опыт.

Студенты по группам выполняют опыт.

Преподаватель. Когда мы опускаем магнит, что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка гальванометра отклоняется.

Преподаватель. О чем это говорит?

Предполагаемый ответ студентов. По катушке проходит ток.

Преподаватель. Что происходит, когда магнит покоится?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка гальванометра находится на нуле.

Преподаватель. Теперь вынимаем магнит из катушки, что происходит со стрелкой гальванометра?

Предполагаемый ответ студентов.Она отклоняется в противоположную сторону, т.е. ток меняет направление.

Преподаватель.В каком случае мы наблюдаем наличие тока в катушке?

Предполагаемый ответ студентов. В катушке возникает ток, когда изменяется магнитное поле.

Преподаватель. Явление, которое мы увидели, называется электромагнитной индукцией, а ток в катушке – индукционным.

Преподаватель. Как вы думаете, что мы будем изучать сегодня на уроке?

Предполагаемый ответ студентов.Явление электромагнитной индукции.

Преподаватель. Итак, тема сегодняшнего урока «Явление электромагнитной индукции и ее применение». Запишите ее в опорном конспекте.

3.     Подготовка к открытию нового знания. Целеполагание

Преподаватель. На какие вопросы мы должны получить ответы в течение урока?

Предполагаемый ответ студентов.

1.  Что такое явление электромагнитной индукции?

2.  От чего зависит сила индукционного тока?

3.  Где применяется явление электромагнитной индукции?

Преподаватель. Тему и три вопроса, которые вы сформулировали, мы видим на экране. Таким образом, цель нашего урока – изучить явление электромагнитной индукции и рассмотреть ее применение в технике.

4.    Работа над новой темой («открытие» нового знания)

Преподаватель. В начале урока мы получили индукционный ток  в катушке, когда изменялось магнитное поле в течение времени. Можно ли получить ток в катушке в постоянном магнитном поле и как это сделать?

Предполагаемый ответ студентов. Перемещать катушку в поле постоянного магнита.

Преподаватель. Итак, на штативе закреплен постоянный дугообразный магнит, а катушка подсоединена к гальванометру. Будем перемещать катушку, чтобы постоянный магнит был внутри катушки. Что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Когда катушка перемещается, то стрелка гальванометра отклоняется, т.е. существует индукционный ток.

Преподаватель. Какое явление мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Явление электромагнитной индукции.

Преподаватель. Предлагаю посмотреть следующий опыт: к источнику тока подключен реостат, катушка с сердечником, ключ; вторая катушка подсоединена к гальванометру. Поместим вторую катушку на сердечник. Замкнем цепь и разомкнем. Что происходит?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка гальванометра отклоняется в одну сторону, а затем в другую, т.е. по катушке шел ток в одном направлении, а затем при размыкании цепи в другом направлении.

Преподаватель. А теперь я замкну цепь и буду перемещать ползунок реостата. Что происходит?

Предполагаемый ответ студентов. Во второй катушке возникает индукционный ток.

Преподаватель. А почему так происходит, ведь мы не перемещаем постоянный магнит?

Предполагаемый ответ студентов. При изменении силы тока в первой катушке, вокруг нее изменяется магнитное поле и в нем находится вторая катушка, следовательно, по ней идет индукционный ток.

Преподаватель. В чем суть явления электромагнитной индукции?

Предполагаемый ответ студентов. Возникает индукционный ток.

Преподаватель. А где он возникает?

Предполагаемый ответ студентов. В замкнутом контуре.

Преподаватель. При каком условии?

Предполагаемый ответ студентов. Контур должен перемещаться в постоянном магнитном поле или он находится в переменном магнитном поле.

Преподаватель. Попробуйте дать определение явления электромагнитной индукции.

Предполагаемый ответ студентов. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле, таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

На интерактивной доске записано определение явления электромагнитной индукции.

Преподаватель. Запишите в опорный конспект определение явления электромагнитной индукции и отметьте, что оно было открыто в 1831 году Майклом Фарадеем.

Обратите внимание, что это открытие он сделал спустя 10 лет после поставленной проблемы.

Преподаватель. Давайте перечислим способы получения индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов.

1.  Перемещение магнита и катушки относительно друг друга.

2.  Замыкание и размыкание цепи.

3.  Изменение силы тока в одной из катушек.

Преподаватель. Прошу обратить внимание на экран.

Демонстрируется видео – поворот контура (катушки) в магнитном поле.[25]

Преподаватель. Какой еще способ можно предложить для получения индукционного тока?

Предполагаемый ответ студентов. Вращение контура в магнитном поле.

Преподаватель. На доске представлены четыре способа получения индукционного тока. Запишите их в опорный конспект.

(Студенты оформляют записи в конспекте).

Преподаватель. Вы обратили внимание, что в замкнутом контуре возникает индукционный ток, причем его числовое значение изменяется в различных опытах. Как вы думаете, от чего зависит сила индукционного тока?

Предполагаемый ответ студентов.

1.  От числа витков в катушке.

2.  От скорости изменения магнитного поля.

3.  От изменения числа магнитов.

4.  От скорости изменения силы тока.

Преподаватель. Вы высказали свои гипотезы. Каждая группа с помощью опыта должна проверить одну гипотезу. Через две минуты представители каждого стола по очереди демонстрируют свой опыт.

Студенты каждой группы по очереди выходят к демонстрационному столу, демонстрируют свой опыт, дают комментарии и делают выводы.

Предполагаемый ответ студентов первой группы. Подключим гальванометр к катушке с числом витков 120 и опустим в нее магнит, стрелка отклонилась и показывает … А, поменяем число витков на 220, сила тока увеличилась до … А.

Преподаватель. Какой можно сделать вывод?

Предполагаемый ответ студентов. Чем больше число витков, тем больше сила индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов второй группы. Опустим в катушку один магнит, стрелка гальванометра показывает … А, теперь опустим два магнита, сила тока увеличилась до … А. С увеличением числа линий магнитной индукции, сила индукционного тока увеличивается.

Предполагаемый ответ студентов третьей группы.Опустим в катушку магнит медленно, гальванометр показывает … А, увеличим скорость перемещения магнита, сила тока увеличилась до … А. Чем больше скорость изменения магнитного поля, тем больше сила индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов четвертой группы. К батарее подключим реостат и катушку, вторую катушку подсоединим к гальванометру. Чем быстрее будем двигать ползунок реостата, тем больше сила тока. Следовательно, чем быстрее изменяется сила тока в первой катушке, тем больше индукционный ток во второй катушке.

Преподаватель. Давайте подведем итог: от чего зависит сила индукционного тока в контуре?

Предполагаемый ответ студентов.

1.   От числа витков в катушке.

2.   От скорости изменения магнитного поля.

3.   От изменения числа магнитов.

4.   От скорости изменения силы тока.

Преподаватель. Запишите в конспект эти параметры. Они перечислены на интерактивной доске.

Студенты оформляют конспект.

Преподаватель. Если мы изучаем физическое явление, то обязательно нужно рассмотреть его применение.

Когда Фарадей показал на лекции свои опыты, одна из слушательниц спросила ученого: «А какая может быть польза от этого слабого тока, который возникает в катушке?» Фарадей ответил ей вопросом на вопрос: «А какая может быть польза от новорожденного?»

На самом деле его «новорожденный» стал гигантом. Рассмотрим лишь небольшую часть приборов, в которых применяется явление электромагнитной индукции.

Например, генератор тока.

Демонстрация фрагмента анимационного видео об устройстве генератора переменного тока.[26]

Преподаватель. Для передачи электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями вначале напряжение повышается, а когда ток доходит до места потребления опять напряжение понижается, при этом используется трансформатор.

Демонстрируется учебный видеофрагмент об устройстве и работе трансформатора[27].

Преподаватель. А как применяется в нем явление электромагнитной индукции?

Предполагаемый ответ студентов. По первичной обмотке проходит переменный ток, который создает переменное магнитное поле. Оно пронизывает вторичную обмотку и в ней создается индукционный ток.

Преподаватель. Сегодня во многих домах, а так же в местах общественного питания используются индукционные плиты. Давайте узнаем их принцип действия.

Демонстрируется фрагмент видео о работе индукционных плит[28].

Преподаватель. Как видите, в них опять используется явление электромагнитной индукции. Запишите в конспект примеры применения явления электромагнитной индукции.

Студенты оформляют конспект.

5.    Включение нового знания в систему имеющихся знаний

Преподаватель. Сейчас я прошу вас выполнить следующее задание. На столе каждой группы есть шаблон кластера, вы должны его заполнить. Ключевое понятие для нашего кластера – электромагнитная индукция.

Первая группа заполняет его с позиции понятия электричества в этом явлении, 2 группа – магнетизма, 3 группа – истории открытия, 4 группа – применение этого явления.

Время выполнения 4 минут. Затем вы крепите с помощью скотча свои кластеры рядом со стрелками, которые отходят от электромагнитной индукции и представители групп озвучивают свою работу. Возможно, вы захотите дополнить кластеры друг друга.

Студенты заполняют маркерами кластеры и вывешивают на доске, затем озвучивают результаты своей работы.

6.    Рефлексия. Подведение итогов учебного занятия

Преподаватель. Итак, наш урок подходит к концу, давайте вернемся к вопросам, которые вы сформулировали в начале урока.

Предполагаемый ответ студентов.

1.                 Что такое явление электромагнитной индукции?

2.                 От чего зависит сила индукционного тока?

3.                 Где применяется явление электромагнитной индукции?

Преподаватель. Я хотела бы услышать ответы на эти вопросы.

Студенты кратко отвечают на вопросы.

Преподаватель. О своем открытии Фарадей говорил так: «Я уверен, правительство лет через сто придумает, как брать за это деньги». Сегодня, в XXI веке невозможно представить нашу жизнь без генераторов электрического тока, которые работают на всех электростанциях земного шара, без трансформаторов, без зарядки для мобильного телефона и т.д. Во многих устройствах и приборах используется явление электромагнитной индукции.

Преподаватель. Теперь подведем итоги нашей работы на уроке. Поднимите руку кто набрал от 4 до 6«тесла». Вы получаете четверки. Кто набрал более 6«тесла», вы получаете пятерки.

Сейчас каждая группа попробует назвать три наиболее успешных момента своей работы на уроке и один, который бы вы улучшили.

Каждая группа дает свои ответы.

7.    Инструктирование о выполнении домашнего задания

Преподаватель. А теперь посмотрите на оборотную сторону вашего опорного конспекта. Вы видите домашнее задание:

1.                 Вам нужно ответить устно на следующие вопросы:

А) В чем причина возникновения индукционного тока?

Б) Почему телефонные провода не следует подвешивать слишком близко к проводам сети переменного тока?

В) Клеммы электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы при транспортировке замыкают проводящей перемычкой. С какой целью это делают?

2.                 Каждая группа готовит сообщение и электронную презентацию по применению явления электромагнитной индукции:

1 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе микрофона»;

2 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе металлоискателя»;

3 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе радио-мыши с индукционным питанием»;

4 группа –«Применение явления электромагнитной индукции в магнитотерапии»

Ваше выступление должно быть до 5 минут.

Приложение 2

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

учебного занятия

по учебному предмету «Физика»

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ И ИХ ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Разработчик: НИКОЛАЕНКО Наталья Валерьевна,

преподаватель высшей квалификационной категории

Тема учебного занятия: Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование

Образовательные цели: организация деятельности студентов по самостоятельному изучению основных положений МКТ, раскрытию значения МКТ, установления характера зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами.

Развивающие цели: развитие познавательной активности, памяти, внимания, логического мышления, речи, наблюдательности, самостоятельности, умения извлекать информацию и делать выводы, формирование навыков самоооценки, навыков работы в группе.

Воспитательные цели: воспитание культуры общения, интереса к изучению физики, ответственного отношения к групповой деятельности.

Формируемые компетенции:

1) учебно-познавательные компетенции:

- умение логически мыслить;

- умение планировать учебную деятельность с целью достижения прогнозируемого результата;

- осуществление анализа собственной деятельности, способность к самооценке и рефлексии;

- выдвижение гипотез при решении учебно-познавательных проблем;

2) коммуникативные компетенции:

- умение работать в группе, выполнять ролевые функции в команде;

- умение представлять результаты своей работы в различных формах;

- владение различными видами речевой деятельности (монолог, диалог);

3) информационные компетенции:

- поиск, анализ и отбор необходимой информации, её преобразование, сохранение и передача;

- владение современными информационными технологиями;

- владение навыками работы с различными источниками информации;

- умение ориентироваться в информационных потоках, уметь выделять в них главное, необходимое.

Тип учебного занятия: изучение нового материала.

Методы и приемы обучения: работа в малых группах, проектная деятельность, частично поисковый (эвристический) метод.

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, мультимедийный проектор, тестовые задания, кюветы 6 шт., пружина, ластик, колба, фенолфталеин, аммиак, марганцовка.

Структура учебного занятия:

1. Организационный этап.                                                                                      2 мин.

·                    Постановка цели урока.

·                    Мотивация учебной деятельности.

2. Презентация проекта «Строение веществ»                                              8 мин.

3. Представление проекта «Диффузия»                                                          10 мин.

4. Представление проекта «Броуновское движение»                               8 мин.

5. Презентация проекта «Взаимодействие молекул»                               10 мин.

6. Контроль знаний                                                                                                    15 мин.

·                    Заполнение таблицы

·                    Тест по теме «Основные положения МКТ»

·                    Самоконтроль

7. Подведение итогов                                                                                               5 мин.

·                   Рефлексивная оценка учебной деятельности

8. Домашнее задание. Инструктирование по выполнению

домашнего задания.                                                                                                  2 мин.

Ход учебного занятия

1.                Организационный этап

            На предыдущих занятиях мы изучали движение тел, характер взаимодействия тел, законы сохранения энергии и импульса, но мы не могли объяснить: почему существуют твердые, жидкие и газообразные тела и почему эти тела могут переходить из одного состояния в другое. Вы попытаетесь ответить на эти вопросы при изучении молекулярной физики.

            Демонстрация видеоролика с историей создания атомистической гипотезы.

            Вы на уроке должны подтвердить справедливость этой гипотезы:

·     Все тела состоят из частиц (молекул, атомов)

·     Частицы находятся в беспрерывном  и хаотичном движении

·     Частицы взаимодействуют - притягиваются и отталкиваются

            Эти утверждения называются основными положениями молекулярно-кинетической теории. 8 студентов работали в парах, создавая проекты, в которых будут подтверждать эти гипотезы. Задание они получили неделю назад. Остальные студенты будут внимательно их слушать и записывать конспект по опорной схеме, а также задавать вопросы, на которые могут отвечать все участники проекта.

2.  Презентация проекта «Строение веществ»

            Цели и задачи этого проекта:

- привести опыты и наблюдения, подтверждающие, что все вещества состоят из молекул и атомов;

- дать краткую историческую справку по атомистической гипотизе;

- оценить размеры молекул.

            Предлагаются наблюдения:

А) Мы пишем на доске мелом, при этом на ней остаются небольшие частицы мела.

Б) В воду добавляем марганцовку. Что вы видите? (Окрашивание воды, т.е. частица марганцовки делится на более мелкие частицы)

В) Мы предлагаем вам посмотреть опыт (видео «Уменьшение объема при смешивании воды и спирта»). Почему объем стал меньше?

Итак, молекулы спирта крупнее молекул воды. Поэтому при смешивании жидкостей их частицы перемешиваются, и более мелкие частицы воды размещаются в промежутках между более крупными частицами спирта. Заполнение этих промежутков и способствует уменьшению общего объема веществ.

            Можно сделать вывод, что все вещества состоят из частиц и между ними имеются промежутки.

            Что же это за частицы? Как определить их размеры, массу?

            Для определения размеров молекул в начале XX века английский физик Джон Уильям Стреттом, лорд Рэлей предложил на поверхность воды поместить каплю масла. Масло стало растекаться, образуя пленку. По мере растекания масла пленка становилась все тоньше и тоньше. Через некоторое время растекание прекратилось. Рэлей предположил, что это произошло, когда все молекулы масла образовали пленку толщиной в одну молекулу. Ее диаметр приблизительно равен , расчет представлен на слайде.

            Как мы увидели, размеры молекул очень малы и увидеть невооруженным глазом их нельзя. Однако в середине ХХ века удалось создать электронные микроскопы, они представлены на слайде. Они позволили наблюдать и фотографировать изображения атомарных структур, на слайде представлены фотографии.

            На основании всего сказанного можно сделать вывод: все тела состоят из мельчайших частиц – молекул, атомов, в состав которых входят еще более мелкие элементарные частицы (электроны, протоны и нейтроны). Между атомами и молекулами есть промежутки.

Доказательства:

1.   Механическое дробление

2.   Растворение вещества

            Преподаватель: Какие вопросы у вас возникли?

            Мы подтвердили, что все вещества состоят из частиц – молекул и атомов. Второе положение гласит, что атомы и молекулы находятся в беспрерывном, хаотичном движении.

3.  Представление проекта «Диффузия»

Цели и задачи:

1.   Знать, что такое диффузия.

2.   Понять процессы соединения веществ.

3.   Ставить опыты.

4.   Узнать, где и когда проявляется диффузия в окружающем мире и в технике.

5.   Улучшить знания, в области химии и физики.

Летом при ремонте дорог асфальт разогревают. Почему запах разогретого асфальта ощущается издалека?

Ответ студентов: частички асфальта проникают в воздух и двигаются среди молекул воздуха, причем воздух нагрет различно и создаются движение потоков.    

Фенолфталеином – вещество, которое при соединении с аммиаком окрашивается в сиреневый цвет (демонстрируют сначала на бумаге, смоченной фенолфталеином, реакцию с аммиаком). Мы проведем следующий опыт: в колбу поместим листочки бумаги, смоченные фенолфталеином, затем опускаем вату, смоченную аммиаком. Что мы наблюдаем?

Ответ студентов: листочки окрасились.

Какой можно сделать вывод?

Ответ студентов: молекулы аммиака переместились в колбе и вступили в реакцию с фенолфталеином.

Вы почувствовали, что когда открыли пузырек с аммиаком, то запах распространился по всему кабинету. Когда мы используем освежитель воздуха, то чувствуем распространение запаха.

Это явление называется диффузией.

Диффузия – это явление самопроизвольного проникновения одного вещества в другое, обусловленное тепловым движением молекул.

Может ли возникать диффузия в жидкостях? Ответы студентов

Твердых телах? Попробуйте привести примеры?

Ответ студентов: испаряется лед, когда сушится белье на морозе; краски растворяются в воде.

Мы предлагаем вам провести опыт.

У вас на столах два стакана с холодной и горячей водой, опускаем в них по кристаллу марганцовки. Что вы видите?

Ответ студентов: пятно в горячей воде больше, чем в холодной.

Какой можно сделать вывод?

Ответ студентов: наблюдаем явление диффузии и чем выше температура, тем больше скорость диффузии.

Существуют различные способы соединения поверхностей. Один из которых пайка. Например, существует метод спайки Лучихина. Он состоит в следующем: спаиваемые стальные поверхности зачищают, кладут между ними тонкую медную фольгу и нагревают в электрической печи в течение 30 минут при температуре 1080° С. Прочность спая при этом значительно больше прочности обычной медной пайки. Почему?

Ответ студентов: расплавленная медь диффундирует в поверхностные слои спаиваемых деталей. Чем выше температура, и чем больше времени продолжается диффузия, тем глубже атомы меди проникают в поверхностный слой. Спай приобретает большую прочность.

Диффузия играет большую роль в природе и технике. В природе благодаря диффузии, например, осуществляется питание растений из почвы. Организм человека и животных всасывает через стенки пищеварительного тракта питательные вещества. Например, поверхностный слой металлических изделий насыщается углеродом. Как вы думаете за чем? (увеличения прочности) Этот процесс называется цементация.

Итак, можно сделать выводы: частицы вещества непрерывно и беспорядочно движутся. Доказательством служит явление диффузии. Диффузия наблюдается в твердых телах, жидкостях и газах. С увеличением температуры скорость диффузии увеличивается.

Преподаватель: Спасибо. Какие вопросы?

Вопрос: В каких веществах скорость диффузии больше?

Ответ: Диффузию в газах можно обнаружить, если, например, сосуд с пахучим газом открыть в помещении. Через некоторое время газ распространится по всему помещению.

Диффузия в жидкостях происходит значительно медленнее, чем в газах. Например, если в стакан с водой бросить кусочек сахара, то он не сразу будет растворяться.

Диффузия в твердых телах происходит еще медленнее, чем в жидкостях (от нескольких часов до нескольких лет). Она может наблюдаться только в хорошо отшлифованных телах, когда расстояния между поверхностями отшлифованных тел близки к межмолекулярному расстоянию. При этом скорость диффузии увеличивается при повышении температуры и давления.

4.  Представление проекта «Броуновское движение»

Цели и задачи:

- выяснить, как было открыто это явление и его суть;

- привести примеры броуновского движения.

В 1827 году английский ботаник Роберт Броун рассматривал в микроскоп взвешенные в воде споры плауна и обнаружил, что они без видимых на то причин скачкообразно двигались. Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Впоследствии это движение было названо броуновским (демонстрация видео).

Как вы думаете, в чем причина броуновского движения?

Ответ студентов: объяснить это явление можно, если предположить, что молекулы воды находятся в постоянном, никогда не прекращающемся движении. Они беспорядочно сталкиваются друг с другом. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывают их скачкообразное перемещение. Количество ударов молекул о спору с разных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» удара с какой-нибудь стороны, спора будет перескакивать с места на место.

Мы хотим продемонстрировать модель броуновского движения (видео).

Для броуновского движения характерно следующее:

1.   броуновские частицы совершают непрерывное хаотическое движение, интенсивность которого зависит от температуры и от размеров броуновской частицы;

2.   траектория движения броуновской частицы очень сложная, не зависит от природы вещества частиц и внешних условий.

3.   броуновское движение наблюдается в жидкостях и газах.

Можно сделать вывод, что броуновское движение является доказательством второго положения МКТ.

Преподаватель: Спасибо. Какие будут вопросы?

Вопрос: Сможете ли вы привести примеры броуновского движения в газах?

Ответ: например, исчезновение дыма в воздухе. Частицы дыма участвуют в броуновском движении и удаляются друг от друга. Объем занимаемый дымом увеличивается, а плотность дыма уменьшается. Частички пыли в лучах солнца.

5.  Презентация проекта «Взаимодействие молекул»

Цели и задачи проекта:

- с помощью опытов доказать, что частицы взаимодействуют;

- исследовать зависимость сил взаимодействия двух молекул от расстояния между ними.

Попробуйте ответить на такие вопросы: почему листы стекла при транспортировке прокладывают листами бумаги?

Почему осколки разбитой вазы нельзя сложить вместе?

Мы предлагаем вам посмотреть следующий опыт (демонстрация видео). Почему так происходит?

Из опыта следует, что частицы веществ способны притягиваться друг к другу. Однако это притяжение возникает лишь тогда, когда поверхности тел находятся на очень близком расстоянии. Чтобы отсоединить стекло от поверхности воды прилагаются некоторые усилия. Жидкие и твердые тела очень трудно сжать, так как частицы отталкиваются. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила. Его гораздо легче изогнуть, чем сдавить. Попробуйте объяснить, для чего поверхности которые нужно соединить, покрывают слоем клея?

Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются.

На рисунке представлена зависимость сил взаимодействия двух молекул от расстояния между ними. Между электронами одной молекулы и атомными ядрами другой действуют силы притяжения, которые условно принято считать отрицательными. Одновременно между электронами молекул и их ядрами действуют силы отталкивания, которые условно считаются положительными.

При приближении молекул друг к другу преобладают силы отталкивания. При увеличении расстояния между молекулами силы притяжения сначала увеличиваются, затем уменьшаются.

Кривая, характеризующая силу взаимодействия, позволяет дать качественное объяснение появления силы упругости при сжатии и растяжении тел. При сжатии пружины происходит сближении частиц. На расстоянии меньше  r₀ возникает сила, препятствующая сближению частиц и стремящаяся вернуть их в первоначальное положение. При растяжении пружины происходит удаление частиц друг от друга, начинают действовать силы притяжения между частицами, стремящиеся возвратить частицу в исходное положение.

Можно сделать вывод: частицы притягиваются и отталкиваются. Этим обосновываются явления: склеивания, смачивания и деформации. Силы притяжения и отталкивания действуют одновременно и имеют электромагнитную природу.

6.  Контроль знаний

Преподаватель: Спасибо всем за ваши проекты. Вы хорошо справились с вашим заданием, достаточно полно представили информацию. А теперь задание для групп. Вы должны группой заполнить таблицу, где будет у вас представлена сравнительная характеристика жидких, твердых тел и газов. Вы оформите свои таблицы в конспектах, затем каждая группа предлагает свои варианты. Каждая группа дает ответы по стокам таблицы и на экране появляются правильные ответы.

газ	жидкость	твердое тело
Расстояние между молекулами
Силы взаимодействия между молекулами
Форма и объем

Мы видим, что то или иное агрегатное состояние вещества определяется расположением, характером движения и взаимодействия молекул. Сейчас, я представляю вам возможность: оценить ваши знания по теме «Основные положения МКТ». Время выполнения тестового задания 5 мин.

Проверим тестовое задание. Правильные ответы указаны на доске. Выставите оценки, согласно критериям, которые указаны на доске.

7.  Подведение итогов                                

Поднимите руку, кто получил 5 баллов, 4 балла, есть, кто не справился с заданием?

Огромное значение МКТ неоспоримо. В заключении, мне хотелось бы привести слова американского ученого, нобелевского лауреата Ричарда Филлипса Фейнмана: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались уничтоженными и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?

Я считаю, что это – атомная гипотеза: все тела состоят из атомов - маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому. В одной этой фразе… содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения».

(Из книги «Фейнмановские лекции по физике»)

Интересно узнать, как вы могли бы оценить нашу совместную работу. Предлагаю сделать это так: окончите одну из фраз, которую вы видите на экране.

1.   Сегодня я узнал…

2.   Было интересно…

3.   Было трудно…

4.   Я выполнял задания…

5.   Теперь я могу…

6.   Я научился…

7.   Я смог…

8.   Мне захотелось…

8.  Домашнее задание

Изучить параграфы 1 – 5, стр. 48 вопрос 11 выполнить в тетради, изобразить схему графика зависимости энергии взаимодействия от расстояния между молекулами. Пронаблюдайте, где в домашних условиях используется явление диффузии? От чего зависит скорость диффузии? Как можно ускорить диффузию? Каждый пример запишите в тетради и объясните.

---

[1] Сухомлинский В.А. Сердце отдаю детям. –Киев: Радянська школа, 1974 г. – 288 с.

[2]Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения: В 2-х т. Т. 2. – М.: Педагогика, 1982. –  576 с. – С. 93

[3]Цит. по: Михилькевич В.Н., Полушкина Л.И., Мегедь В.М. Справочник по педагогическим инновациям. – Самара, 1998. – 172 с. – С. 166-167

[4]Дж. Дьюи Психология и педагогика мышления. (Как мы мыслим.) Перевод с английского Н. М. Никольской. Редакция Ю.С. Рассказова. − Издательство «Лабиринт», М., 1999. – 192 с.

[5]Брунер Дж. Процесс обучения. − М., 1962

[6]Оконь В. Основы проблемного обучения. − М., 1988. – 184 с.

[7] Научное наследие. Константин Дмитриевич Ушинский. Научная педагогическая электронная библиотека – [Электронный ресурс] http://elib.gnpbu.ru/sections/0100/ushinskij/

[8] Махмутов М.И. Проблемное обучение: Основные вопросы теории. – М.: Педагогика, 1975. – 368 с.

[9]Оконь В.В. Основы проблемного обучения. − М.: 1988. – 184 с.

[10] Лернер И. Я. Проблемное обучение. –  М.: Знание, 1975

[11]Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М.: Педагогика, 1972. – 168 с.

[12]Педагогика. Учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей./Под ред. П.И. Пидкасистого. – М.: Педагогическое общество России, 1998. – 640 с.

[13]Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М.: Педагогика, 1972. – 168 с.

[14]Оконь В. Основы проблемного обучения. М., 1988. – 184 с.

[15]Педагогика. Учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей./Под ред. П.И. Пидкасистого. – М.: Педагогическое общество России, 1998. – 640 с.

[16]Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии − СПб: Издательство «Питер», 2000 − 712 с.

[17]Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М.: Педагогика, 1972. – 168 с.

[18]Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

[19]Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе. – М. «Просвещение», 1981

[20]Махмутов М.И. Проблемное обучение. М., 1975. – 175 с.

[21]Лернер И.Я. Проблемное обучение. М., 1974. – 274 с.

[22]Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

[23]Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

[24] Взаимодействие параллельных токов. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Магнитное поле. – Современный гуманитарный университет, 2005

[25]Применение явления электромагнитной индукции. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005.

[26]Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс] http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

[27] Устройство и принцип действия трансформатора. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы //Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005.

[28] Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс]www.youtube.com