Проблемна ситуація на уроці фізики як засіб

підвищення зацікавленості учнів

предметом

Миколаївська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

Районний семінар-практикум вчителів фізики

2012-2013 н.р.

Семінар підготували

Музикальний керівник

Павлюченко Лідія Федорівна

Ріпний Микола Петрович

Касян Людмила Миколаївна

Мета.Cприяти удосконаленню педагогічної майстерності вчителів використовувати проблемні ситуації на уроках фізики для підвищення зацікавленості учнів предметом; залучати педагогів до широкого обговорення питань пов’язаних з проблемним навчанням.

Плідна робота

обмін

досві

домТвор-чість

Ми маємо надію, що на семінарі буде:

спілку

вання

Приємне

Нас

т-рі

й

Позитивний

Майстерності

Підвищення професійної

Важливим аспектом в реалізації проблемного методу навчання є розв’язання тієї чи іншої задачі шляхом узгодження її з життєвою необхідністю, науковою, технічною і виробничою задачею, що випливають із об’єктивної логіки предмета і життя.

Костянтин Дмитрович Ушинський (1824-1870),

Фрідріх Адольф Дістервега (1790-1866)

Ян Амос Коменський (1592-1670).

Сократ

Джон Д’юї

Етапи проблемного методу

Аналіз результатів перевірки гіпотез відбір та

її підтвердження

Висунення гіпотез щодо шляхів розв'язування

сформульованої проблеми

Перевірка висунутих гіпотез

Формулювання проблемиСтворення проблемної

ситуації.

Для постановки та вирішення проблемних ситуацій використовуємо такі методи та прийоми: •«Шість думаючих капелюхів», •«Вилучи зайве», •«Мозковий штурм», •«Оратор», •діаграму «Венна», •евристичну бесіду, •лабораторне дослідження, •«Мікрофон»,• «ПРЕС»,• «Підказка товаришу»,•«Обери позицію»,• «Спільний проект», •«Коментатор», •складання структурних схем та опорних конспектів,• створення презентацій, •роботу з об’єктами в лабораторних умовах.

демонстрація дослідів

розв’язання цікавих задач

нестандартні формулювання та

трактування фізичних законів

інші варіанти створення фізичних суперечностей чи

колізій

Джерелами створення проблемних ситуацій під час вивчення фізики можуть бути:

Експеримент. Домашній експеримент

створення проблемних ситуацій під час переходу до вивчення нової теми

використання факту того, що учні не завжди правильно розуміють зміст певного фізичного

поняття, явища

постановка задач, у яких відповідь, на перший погляд, здається учням очевидною;

використання помилок та недоліків, що зустрічаються в навчальних посібниках

виявлення проблемних ситуацій під час реалізації міжпредметних зв’язків

уведення елементів винахідництва.

Аспекти та прийоми, що використовуються для створення проблемних ситуацій

А зараз ми пропонуємо всім вам об’єднатися у групи за кольором програмки нашого семінару.(білий, жовтий, голубий)Придумайте назву для свого об’єднання.

Створити проблемну ситуацію перед вивченням нового матеріалу можна шляхом демонстрації досліду чи певного явища, яке учні не можуть пояснити за допомогою наявного в них обсягу знань. Тоді можна висловити припущення, що певний предмет чи явище має властивості, з якими учні в курсі фізики ще не знайомилися, але якими потрібно оволодіти, щоб зрозуміти та пояснити протиріччя.

Робота в групах з використанням прийому “Я роблю це так …”

Учасникам семінару пропонуємо описати створення проблемної ситуації перед вивченням нового матеріалу. (Для кожної групи три ситуації)

Тема “Будова речовини”, 7 клас. Після короткої вступної бесіди про те, що усі фізичні тіла займають певний об’єм, я пропоную учням таке питання: ”У дві однакові мензурки наливаємо по 40 см3 спирту і води. Який об’єм повинна займати суміш, якщо те, що міститься у двох мензурках, злити в одну?” Учні без коливань відповідають що суміш повинна займати об’єм 80 см3. Потім демонструю дослід: після змішування води і спирту суміші стало менше порівняно з сумою їх об’ємів до змішування. Як пояснити явище, яке ви спостерігаєте? Чому так сталося? Експеримент видається парадоксальним. Проблемна ситуація, яка виникла, сприяє підвищенню пізнавальної активності, й учні висувають свої пропозиції. У ході обговорення можливих варіантів розв’язання даної проблеми, з’являється думка про внутрішню будову речовини.

Створення проблемної ситуації під час пояснення нового матеріалу через експеримент.

При вивченні закону Ома для замкнутого ланцюга демонструється вимірювання напруги батареї високоомним вольтметром. При цьому учні бачать, що показ вольтметра не збігається з вказаним значенням ерс батареї. Виникає проблемна ситуація, ставиться проблема: чому показ вольтметра і вказане значення ерс батареї не збігаються? Після вивчення закону Ома для замкнутого ланцюга учні переконуються, що показ вольтметра буде менше вказаного значення ерс, тому що є падіння напруги на внутрішньому опорі батареї (проблема розв'язана).

А можна зробити ще так: до дошки запрошуємо одного слухача семінару і просимо назвати числа від 1 до 24.

14 8 12 410 23 1 153 17 21 719 6 9 1124 2 16 2213 20 5 18

14 8 12 410 23 1 153 17 21 719 6 9 1124 2 16 2213 20 5 18

Отже у 7 класі при вивчені теми “Око як оптична система” пропонуємо одному з учнів підійти до дошки й порахувати від 1 до 24, показуючи цифри таблиці (спочатку чорні а потім кольорові)Оскільки учням важко рахувати, то слід запитати чому це так. Пропонуємо учням висловити свої думки. Виникає проблема. Можна запропонувати знайти відповідь у підручнику. Око людини здатне затримувати зорове враження близько 0,1 с після припинення дії світла, а тому створюються проміжки часу, протягом яких око не може відразу вловити інше зображення. Ось чому лічити за таблицею з кольоровими цифрами важко. (Під час пояснення нового матеріалу) Гра. Чи швидко ти лічиш

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

Приклад задач з неповними та зайвими даними

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

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

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

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

Задача 4. В акваріумі, розміром  20х50х40 см, міститься 20м3 води. Яка виштовхувальна сила діє на рибку об’ємом 0,1 см3, яка плаває на глибині 12 см?

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

Як приклад розглянемо задачу Сьогодні термометр показує температуру +25 °С, вітер помірний, північно-західний. Це холодно чи тепло? *

Одноразово це може бути приклад задач, у яких відповідь, на перший погляд, здається учням очевидною

Як зміниться тиск коліс вантажного автомобіля на дорогу, якщо при навантаженні його маса збільшиться вдвічі?В учнів одразу виникає відповідь, що тиск коліс збільшується вдвічі, проте варто пригадати, від чого залежить тиск автомобіля на дорогу. При навантаженні автомобіля збільшується площа дотику коліс і дороги, тому після відповідних розрахунків переконаємося, що тиск майже не змінюється.

Невичерпним джерелом для створення проблемних ситуацій є історичні матеріали з фізики. Вдало підібрані історичні факти цінні на уроках тим, що саме вони формулюють світогляд у дітей, сприяють розвитку зацікавленості до фізики.

Для створення проблемної ситуації ми використовуємо уривки з науково-популярної та художньої літератури. Так, під час вивчення теми ”Магнітне поле Землі. Компас” з успіхом можна використати епізод з роману Жуля Верна ”П’ятнадцятирічний капітан”, де описується, як зловмисник Мегеро непомітно підклав під судовий компас металевий брусок, в результаті чого корабель замість Америки потрапив в Африку.

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

яйце

сила

арка

література

Запрошуємо одного бажаючого проробити дослід з яйцем

Пригадайте всім відомого Кіфу Мокієвича із «Мертвих душ» який міркував над проблемою «Ну а як би слон народився в яйці, тоді б якої товщини була б шкаралупа, - гарматою не проб'єш; потрібно якусь нову вогнепальну зброю вигадати».

З білогії відомо, що кожен день самка страуса ему відкладає по одному з 10 – 20 дуже великих яєць темно-зеленого кольору. Яйця мають дуже товсту шкаралупу і важать майже кілограм.Ему є полігамними птахами, тому в одне гніздо можуть відкладати яйця кілька самок. Висиджуванням займаються виключно самці. У цей період вони дуже мало і рідко їдять. Яйця в процесі насиджування змінюють свій колір на чорно-фіолетовий. У період турботи про своє потомство самці стають дуже агресивними, і якщо його потурбувати, ударом ноги він запросто зможе зламати кістки людини.

Чому ж цей птах своїминогами не пошкоджуєяєць? Так як і звичайна квочка не розбиває яйця колиїх перемішує.

Цікавим є зв’язок фізики з образотворчим мистецтвом. 11клас. Тема. Відбивання світла. Дзеркала.

Відповідь: протиріччя в тому, що місяць обер нений своїм темним боком до сонця, а це неможливо. Місяць світиться сонячним світлом, яке від нього відбивається, тому його серпик не може бути оберненим до сонця.

Задача. Захід СонцяРоздивіться

малюнок і визначте, чому його намальовано неправильно? Який момент суперечить дійсності?

Відповідь: як не дивно, місячний серпик намальований правильно. У тропічних широтах серп місяця дійсно розташований горизонтально. Це відбувається внаслідок того, що Сонце освітлює Місяць не під кутом, як у наших широтах, нато мість його шлях проходить по дугах вертикально, і сонце, що світить на місяць, розташоване під горизонтом, а не праворуч чи ліворуч (як у наших широтах).

Місяць освітлюється знизу, ось чому його сер пик має таку форму й розташований над горизонтом.

Задача. Захід МісяцяВи бачите на малюнку

тропічний ландшафт та доволі дивний серпик місяця неподалік від горизонту. Чи правильно намальовано картинку? Чи немає певних протиріч у ній?

Демонстраційні проблемні досліди мають відповідати не тільки тим вимогам, які ставляться до шкільного фізичного експерименту, а й тим вимогам, які випливають із особливостей проблемного підходу до нього:

Проблемний дослід передбачає самостійну роботу учнів.Його зміст ґрунтується на явищах і закономірностях, які вони

вивчили.Проблемний дослід — це база для дальшого вивчення явища

і закономірностей. Його проводять на початку вивчення розділу або теми.

При вивченні видів теплопередачі в 8 класі.Зробити такий дослід. Взяти хоча б літрову банку налити повну банку води, взяти маленький кип'ятильник. Кип'ятильник повинен досягати тільки половини банки. Ввімкнути його та закип'ятити воду. Хоча вода кипить, можна спокійно триматися за нижню частину банки. Дітей треба перед дослідом спитати, чи можна буде торкатися до банки.

Запитання.• Чому склянка знизу холодна?

•Чому склянка для цього досліду повинна бути високою?•Чи закипить вся вода з часом, якщо не вимикати кип'ятильник?•Якби кип'ятильник був охолоджувачем, де краще було б йот розмістити?

Вага тіла, яке рухається з прискоренням.Проблема: якщо тіло, підвішене на нитці, коливається у вертикальній

площині, то вага тіла в найнижчій точці траєкторії відрізняється від значення сили тяжіння, що діє на тіло. Чому?

Мета: показати, що при коливанні тіла його вага може збільшуватись порівняно з вагою тіла в спокої.

Обладнання: тягарець; штатив; динамометр від набору із статики; нитка-підвіс.

Методичні вказівки. Учні знають, якщо опора або підвіс знаходяться в спокої або рухаються рівномірно і прямолінійно, то вага тіла дорівнює силі тяжіння. При прискореному русі тіла в полі тяжіння по колу його вага змінюється, оскільки, крім прискорення вільного падіння, виникає прискорення, зумовлене силою пружності нитки. Тому перед вивченням теми «Вага тіла, яке рухається з прискоренням» треба поставити такий дослід. Скласти установку: до тягарця прив’язати нитку і підвісити до динамометра. Нитку із тягарцем протягнути крізь отвір, який є точкою підвісу. Фіксують покази динамометра, тобто визначають вагу тягарця в спокої. Потім відводять тягарець на деякий кут і відпускають. Коли тягарець проходить нижню точку дуги кола, покази динамометра збільшуються. Це і є проблемою, яку треба розв'язати.

Результати досліду можна використати при розв'язуванні експериментальної задачі для закріплення вивченого матеріалу.

Експериментальний тур Всеукраїнської олімпіади з фізики 2012р.

8 класЗавдання. Визначити густину піску.О бладна ння: сухий пісок, два медичні шприци 20 мл та 5 мл, лінійка, важ ок відомої маси (10 г), нитки, вода, шматок пластиліну.

9 класЗавдання. Визначити густину дерева.Обладнання: дерев’яна паличка сталого перерізу, посудина з водою, міліметрова лінійка, нитка, штатив.

9 класЗавдання. Визначити відношення мас двох посудин.Обладнання: дві прозорі скляні пляшечки різної маси, посудина з водою, медичний шприц.

Експериментальне завдання виконують учителі (кожна група своє завдання)

Фрагмент мультфільму як проблемна ситуація на уроці. Тиск.

Проблема: чому, йдучи по пухкому снігу без лиж, людина провалюється, а з лижами — ні, адже вона в обох випадках діє на сніг з однією і тією самою силою, яка дорівнює її вазі?

Мета: дослідити, від чого залежить дія сили. Обладнання: прозора посудина з піском; два дерев'яних бруски; дві гирі

(по 0,5 кг кожна).Методичні вказівки: перед вивченням теми «Тиск» учні вже мають деякі

відомості про силу тяжіння, пружність і тертя. Вони знають, що дія сили залежить від її значення, тому спочатку доцільно проробити такий дослід: брусок кладуть на пісок і навантажують його однією гирею, а потім двома. Учні легко пояснюють цей дослід. Після цього на обидва бруски (один з них кладуть на пісок ребром) ставлять дві гирі по 0,5 кг.

Учні спостерігають, що в результаті дії однакових гир бруски по-різному заглиблюються в пісок, і формулюють проблему; чому дія одного і того самого вантажу змінилася? Розв'язуючи її, учні приходять до висновку; дія сили залежить не тільки від її значення, а й від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.

Прийом шести капелюхів привабливий тим, що він дозволяє більш раціонально організувати розумовий процес.

Ми розподіляємо різні способи мислення за відповідними капелюхів.

Автор цього прийому - відомий британський психолог, експерт в області творчого мислення і письменник Едвард де Боно, який написав ряд бестселерів, один з яких, "Навчіть себе думати", широко відомий у нашій країні.

Шість капелюхів - це шість способів мислення.

Білий капелюх: В даній ситуації приймається і обговорюється детальна і необхідна інформація. Тільки факти. Уточнюються, при необхідності конкретизуються, підбираються нові дані.

Жовтий капелюх: Дослідження можливих вигод і позитивних сторін. Не просто позитивна оцінка даної події, явища, факту, а пошук доказів, аргументів.

Чорний капелюх: Критичне ставлення до події, явища. Необхідно висловити сумнів у доцільності, знайти аргументи проти.

Червоний капелюх: Почуття, здогадки та інтуїтивні прозріння. Тобто емоційне сприйняття побаченого, почутого, без обгрунтування причин сумнівів.

Зелений капелюх: Фокусування на творчості, альтернативі, нові можливості та ідеї.

Синій капелюх: Управління розумовими процесами. Організація мислення. Мислення про мислення. Чого ми досягли? Що потрібно зробити далі?

Капелюхи – це вибір того чи іншого способу мислення. Їх можна використовувати в будь-якому порядку. І зовсім не обов'язково діставати всі капелюхи. Досить часто використовується лише три групи: оптимісти, песимісти та аналітики.

8 клас.(закріплення матеріалу)Тема. Звук. Джерела і приймачі звуку. Характеристики звуку. Поширення звуку в різних середовищах. Відбивання звуку. Швидкість поширення звуку. Сприймання звуку людиною. Інфразвук та ультразвук. Вплив звуків на живі організми.

Білий капелюх. Джерела звуку.Звучання музикальних інструментів.Обдування вітром проводів, гребенів хвиль, труб.Вибухи.Спів птахів, мукання корови,нявчання кішки, гавкання собаки.Людський голос.Транспорт. Робота пристроїв.

Жовтий капелюх: Дослідження можливих вигод і позитивних сторінУЗД Терміти, відчувши небезпеку, починають бити головами по матеріалу термітника. Тим самим попереджують всіх про небезпеку.Кажани за рахунок ультрозвукових хвиль полюють і переміщуються у повітрі.

Червоний капелюх: Тобто емоційне сприйняття. Почуття, здогадки та інтуїтивні прозріння.

Буря мглою небо кроет, Вихри снежные крутя; То, как зверь, она завоет,То заплачет, как дитя,

То по кровле обветшалой Вдруг соломой зашумит, То, как путник запоздалый,К нам в окошко застучит.

(А.С. Пушкін) Зелений капелюх: Фокусування на творчості,

альтернативі, нові можливості та ідеї.

А чи можна побачити звук?

А яке щастя для нас родити звук і вміти його сприймати! Уміти слухати, спілкуватися, насолоджуватися звуками природи.

Чорний капелюх: Критичне ставлення до події, явища. Необхідно висловити сумнів у доцільності, знайти аргументи проти.

Механізм сприйняття інфразвуку і його фізіологічної дії на людину поки повністю не встановлений. Такі звуки не чутні, проте вони чинять негативну дію на організм людини: з’являється нервозність, почуття страху, нудота. Іноді із носа і вуха іде кров.

Джерело шуму Рівень звуку, дБ Вплив на організмШум трамвая, вуличний шум 70 Зниження

працездатності

Крик на відстані 1м, мопед 80 Шкідливий для психікиПральна машинка, мотоцикл з глушником

85 Пошкодження слуху

Фортисимо оркестру 100 Агресія, виразкова хвороба

Рок-концерт 115 ГіпертоніяЛітак на старті 130 Межа болю

Вплив шумів на людину

Синій капелюх: Управління розумовими процесами. Чого ми досягли? Що потрібно зробити далі?(В основному належить учителеві)

Поцікавтися як пищать курчата? Як в інкубаторі відокремити півників від курочок? Як електроніка допомагає відділити одних від інших.

Частота курочки – 5200 Гц , а півника – 4800Гц.

Отже найголовніше у нашій роботі, щоб у поєднанні проблемного і традиційного навчання була створена така атмосфера у класі, яка б сприяла співробітництву, розумінню і доброзичливості й підвищувала інтерес учнів до предмета, посилювала у них прагнення здобувати знання самостійно, активізувала мислення учнів та готувала їх до застосування знань у нестандартних ситуаціях, використовуючи вчителя як консультанта і організатора всього процесу навчання.

Висновок

РекомендаціїДля сформування в школярів стійкої мотиваційної діяльність та підвищення зацікавленості учнів предметом застосовувати проблемне навчання на уроках фізики.З метою розвитку здібностей кожного школяра при розв'язуванні проблемних ситуацій, колізій, протиріч використовувати інтерактивні методи, які ставлять учня в активну позицію.Для підтримки стійкого інтересу до вивчення фізики вчителям на уроках використовувати різноманітні типи задач для створення проблемних ситуацій, колізій, протиріч.Збудити закладене в кожному учні творче начало, допомогти зробити перші кроки у творчості, навчити активно працювати над розв’язанням створених проблем.З метою підвищення продуктивності й ефективності діяльності вчителя і учнів доцільно використовувати відеозасоби.

ЛІТЕРАТУРА

1. Давиденко А. Винахідницькі задачі // Фізика. “Фізика-вкладка”. – 2004. – №14

(206), травень. – С. 1-7.

2. Дембіцька С.В., Яблочніков С.Л. Забезпечення якості навчального процесу в

руслі концепції профільного навчання // Збірник наукових праць Кам’янець-

Подільського державного університету: Серія педагогічна: Проблеми дидактики

фізики та шкільного підручника фізики в світлі сучасної освітньої парадигми. –

2006. – Вип. 12. – С. 39-41.

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

4. Корсун І.В., Сиротюк В.Д. Роль методів та організаційних форм навчання в

активізації навчально-пізнавальної діяльності старшокласників // Збірник наукових

праць Кам’янець-Подільського державного університету: Серія педагогічна:

Проблеми дидактики фізики та шкільного підручника фізики в світлі сучасної

освітньої парадигми. – 2006. – Вип. 12. – С. 283-285.

5. Остапчук М.В. Розгляд проблемного навчання фізики крізь призму дидактичної

системи // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного

університету: Серія педагогічна: Дидактика фізики в контексті орієнтирів

Болонського процесу. – 2005. – Вип. 11 – С. 57-59.

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

Запитання 1. Який малюнок висохне швидше: той, що намальований тушшю, чи той, що намальований чорнилом?Запитання 2. З часів французької буржуазної революції в Севрі зберігається вода із річки Сена. З якою метою?Запитання 3. Слідчий, дослідивши обставини пожежі і з’ясувавши у свідків, що в день пожежі було сонячно та спекотно, вказав на банку з водою, що стояла на підвіконні, як на можливу причину пожежі. Чому?Запитання 4. Чому у людей, які живуть у жаркому кліматі, колір шкіри темніший, ніж у людей, які живуть у помірному кліматі? Чому на південних широтах живуть бурі ведмеді, а на північних – білі?

Запитання 5. Чому на Землі немає гір вищих за Еверест, а на Марсі найвища гора майже вдвічі вища за Еверест?Запитання 6. Чому при світлі блискавки всі предмети здаються нерухомими?Запитання 7. Під час грози на відкритій місцевості розпалили вогнище. Чи може блискавка влучити в нього?Запитання 8. Під час снігопаду вам на рукав упало дві сніжинки. Чи можна визначити, яка з них упала з більшої, а яка з меншої висоти?Запитання 9. Розміри ядер та електронів значно менші, ніж розміри атомів, тобто всі тіла фактично складаються з пустоти. Чому ми не можемо пройти крізь стіну?

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