Проблемное обучение в преподавании темы физики 8 класса "Тепловые явления"

Проблемное обучение в преподавании темы физики 8 класса "Тепловые явления"

Ишутин А.Л., Скулов П.В. 

В настоящее время очень часто бывает так, что усвоение знаний учащимися формальное а, это приводит к непониманию сущности явлений и законов. Кроме того, происходит снижение интереса к предмету. 

В педагогической литературе часто упоминается, что если основным мотивом учения у школьников является интерес, то происходит более глубокое понимание сущности изучаемого материала. 

У многих педагогов существует мнение что, повышению интереса, развитию творческих способностей и мышления способствует преподавание с использованием проблемных методов. Дорно И.В. считает, что "функции проблемного обучения - содействие эффективному усвоению учащимися системы знаний и способов умственной и практической деятельности; выработка умения творчески применять полученные знания в новой ситуации, решать учебные проблемы; воспитание познавательной самостоятельности, ведущей к приобретению опыта творческой деятельности и развитию творческих способностей детей; развитию мышления". 

Само понятие "проблемное обучение" довольно давно используется в педагогической науке, над ним работали многие педагоги - дидакты, и вот лишь некоторые из них: Дорно И.В., Махмутов М.И., Матюшкин А.М., Оконь В., Лернер И.Я. и другие. Ими были разработаны теоретические и практические аспекты проблемного обучения. Существует масса определений проблемного обучения, например Махмутов М.И. даёт такое определение проблемного обучения: "Проблемное обучение это новая система правил применения ранее известных приемов учения и преподавания, построенная с учетом логики мыслительных операций (анализа, обобщения и т. п.) и закономерностей поисковой деятельности учащихся (проблемной ситуации, познавательного интереса, потребности и т. п.)". Кроме того, описаны различные классификации способов создания проблемных ситуаций. Написано много книг и стаей, в которых рассматриваются проблемные задания, демонстрационные эксперименты и многое другое. 

В этой статье я предлагаю рассмотреть несколько проблемных ситуаций, которые можно использовать на уроках физики при изучении темы "тепловые явления". 

Перед изучением явления конвекции с помощью опытов можно создать проблемную ситуацию на основе проблемного демонстрационного эксперимента: Первый опыт. Прогревают сверху воду, налитую в пробирку. На дне пробирки с помощью груза укрепляют кусочек льда. Верхний слой воды закипает, а нижний остается холодным, (лед не тает). 

Учащиеся объясняют результаты опыта, так как им известна плохая теплопроводность воды. 

Второй опыт. Нагревают пробирку снизу, а кусочек льда помещают на поверхность воды. Вода в пробирке закипает. Лед тает. 

Создается проблемная ситуация. Начинается её анализ. Выделяются известное и неизвестное. На основании знаний, полученных учащимися при изучении явления теплопроводности, вода не должна прогреваться, так как она плохой проводник теплоты. Показанный опыт и жизненная практика показывают, что это не так. Возникает проблемная ситуация, которая создаётся с помощью учащихся: почему при подогревании пробирки снизу закипает вся масса воды, а при нагревании сверху ее верхний слой? 

Школьникам понятен результат нагревания пробирки с водой сверху, но совершенно непонятен результат опыта с нагреванием ее снизу, так как они еще не изучили явления конвекции. Таким образом, в самом начале урока создается проблемная ситуация. Она заставляет учащихся понять, что ранее приобретенных знаний недостаточно для объяснения наблюдаемого явления и что необходимо изучить новые явления и их закономерности, которые рассматриваются в новой теме "Конвекция". 

Следующую проблемную ситуацию целесообразно создать для обобщения и закрепления учебного материала по теплопроводности тел. При решении проблемной ситуации подчеркивается не только различие теплопроводности разных тел (вода, бумага), но и теплопроводности одного и того же тела в зависимости от его состояния (мокрая или сухая бумага). 

Первый опыт. Из писчей бумаги делают небольшую коробку в виде противня. Углы ее зажимают канцелярскими скрепками. Устанавливают коробку на кольце штатива. Под коробку ставят зажженную спиртовку. Бумажная коробка быстро сгорает. 

Второй опыт. Вторую такую же коробку устанавливают на кольце штатива, наливают в нее немного воды. Под коробку ставят зажженную спиртовку и нагревают воду до кипения. О том, что вода в коробке закипает, учащиеся судят по выделению большого количества пара. 

Возникает проблемная ситуация: почему пустая бумажная коробка, помещенная на источник теплоты, загорается, а заполненная водой нет? Далее идёт разрешение проблемной ситуации: бумажная коробка, заполненная водой и помещенная на пламя спиртовки, не горит потому, что бумага, пропитанная водой" становится теплопроводной и нагревается при кипении воды приблизительно до 100°С. Температура же воспламенения бумаги значительно выше. 

При конвекции теплопередача осуществляется посредством восходящих струй жидкости или газа, от горячего к холодному телу, т. е. опять в результате контакта. Однако из жизненного опыта учащимся известно, что передача теплоты происходит и без контакта горячего и холодного тел. Опираясь на этот жизненный опыт и знания о способах теплопередачи, можно создать проблемную ситуацию перед началом изложения темы "Излучение" следующим образом: 

Первый опыт. Демонстрируют передачу теплоты термоскопу посредством теплопроводности. Объяснение физического содержания опыта является посильным для учащихся. 

Второй опыт, как и первый, подводит учащихся к ситуации затруднения. В этом опыте жидкость в результате нагревания воздуха в колбе вновь перемещается по трубке термоскопа. Источник тепла находится под термоскопом 

Почему капля в термоскопе перемещается? Учащиеся дают правильный ответ. Далее создают проблемную ситуацию посредством проблемного опыта. Нагретую гирю или пламя горелки ставят в одной горизонтальной плоскости с термоскопом. Жидкость в трубке термоскопа вновь перемещается в прежнем направлении, хотя нагреватель не соприкасался с термоскопом и не находился под ним. 

Далее формулируется проблема: почему жидкость в термоскопе перемещается и тогда когда очаг расположен на одном уровне с термоскопом? Правильный и полный ответ учащиеся получат после изучения темы "Излучение". 

Здесь показано лишь малая часть проблемных ситуаций, которые можно создать при преподавании темы "тепловые явления". Не следует так же полагать что их можно создать только посредством опыта, существуют и другие способы: например обсуждение какого либо факта или явления с разных сторон может привести к противоречию, а значит и к созданию проблемной ситуации. Но проблемные ситуации, созданные на основе опыта, более интересны ученикам, так как они видят это сами. При преподавании необходимо также использование и не проблемных методов обучения: для развития памяти необходима репродуктивная деятельность также для контроля знаний и т.д. 

Данная методика, была апробирована в условиях школы, после проведения педагогического эксперимента было выявлено повышение интереса к предмету, кроме того, ученики стали более полно понимать суть явлений, следовательно, можно сделать вывод, что проблемное обучение может быть решающим шагом для лучшего усвоения знаний в учебном процессе. 

Более подробно разработанные методические рекомендации находятся в дипломной работе "Теория и методика проблемного обучения при изучении темы "тепловые явления" на уроках физики 8кл.", в которой рассмотрены как теоретические аспекты, так и практические разработки: задачи, тесты, различные демонстрации и другие наработки.