МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
РОЖИЩЕНСЬКИЙ КОЛЕДЖ ЛЬВІВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ ТА БІОТЕХНОЛОГІЙ ІМЕНІ С.З. ГЖИЦЬКОГО
Підготував: Мізюк М.Л.
Викладач фізики і математики,
спеціаліст вищої категорії,
старший викладач

Рожище – 2015

Постановка проблем та пошук шляхів
їх вирішення на заняттях з фізики

      У різні епохи формувалися свої погляди на завдання і характер навчання, що визначали навчальний процес, специфічний для кожного суспільства. Спочатку суть навчання вбачали у механічному заучуванні матеріалу, пізніше з’явилось пояснювальне навчання, яке передбачає спершу усвідомлення, розуміння матеріалу, а відтак вивчення його. Таке навчання розвиває не лише пам’ять, а й спостережливість, мислення. Наступним етапом стало пояснювально-ілюстративне навчання, яке забезпечує сприймання навчальної інформації з одночасним її узагальненням, засвоєнням понять, законів, теорій. Але таке навчання має переважно інформативний характер і не передбачає самостійного пошуку у процесі оволодіння знаннями, не сприяє підготовці людей із творчим мисленням, здатних самостійно вирішувати творчі пізнавальні завдання. Зрозуміло, що на сучасному етапі необхідно виховувати творчу особистість, упевнену у своїх силах, здатну до саморозвитку, самовиховання та самоосвіти. Тому поряд з пояснювальним стали використовувати проблемне навчання, яке потребує роздумів, викликає інтерес, вчить мислити творчо.
Завдання вищої освіти це формування висококваліфікованих фахівців, професійної еліти, яка здатна робити відкриття, вводити новітні технології у виробничі процеси.
Науковою основою техніки із самого початку свого виникнення завжди була, є і залишиться фізика. В усіх галузях сучасного виробництва використовують фізичні явища, закони, закономірності. Але фізика – це наука, яка вимагає розвитку мислення. Вивчити фізику, не маючи зовсім навичок творчого мислення просто неможливо.
Тому метою діяльності викладачів фізики та й взагалі сучасних педагогів має стати пошук і створення системи методів та форм роботи, що активізує розумову діяльність студентів, формує у них пізнавальний інтерес, оскільки традиційне навчання, як правило, забезпечує студентів системою знань і розвиває пам’ять, але мало спрямоване на розвиток мислення, навичок самостійної діяльності.
Одним з методів досягнення високого рівня засвоєння матеріалу на заняттях фізики, як було зазначено раніше, є використання проблемного навчання.
Сутність проблемного навчання полягає в тому, що студенти систематично включаються викладачем в процес пошуку доказового, аргументованого вирішення нових для них проблем. Завдяки чому вони набувають навичок самостійно здобувати знання, застосовувати раніше засвоєні і набувають досвіду творчої діяльності.
Мета проблемного навчання – засвоєння не тільки основ наук але і самого процесу одержання знань і наукових фактів, розвиток пізнавальних і творчих здібностей студентів. В основі організації проблемного навчання лежить принцип пошукової навчально – пізнавальної діяльності.
Розрізняють кілька методів проблемного навчання:
1.Проблемний виклад знань.Сутність його полягає в тому, що викладач пропонує проблемні питання й сам їх вирішує, але при цьому показує шляхи розв’язку, хід мислення при пошуках відповіді.
Наприклад, при вивченні закону Ома для ділянки кола, викладач стверджує, що напруга і сила струму – найбільш важливі характеристики електричного кола. Але як ці величини зв’язані між собою? Чи мають провідники постійні характерні властивості, які можна назвати опором? Що по суті може являти собою опір провідників? Від чого залежить електричний струм, який протікає по провідниках? Готової відповіді не дає одразу, а розповідає, як шкільний вчитель Георг Ом проводив свої експерименти з провідниками різної товщини, різної довжини, з різних матеріалів, при різних температурах. Шляхом розповіді викладач підводить студентів до вияснення залежності сили струму від опору провідника, прикладеної напруги. Пропонує провести досліди і перевірити це експериментально.
2.Частково-пошуковий метод. Викладач створює проблемну ситуацію, сам формулює проблему та залучає студентів до її вирішення. Для цього він готує систему проблемних запитань, які спираються на певну базу знань студентів, але викликають інтелектуальні труднощі, вимагають цілеспрямованого розумового пошуку. Викладач спрямовує їх пошуки, потім робить висновки, спираючись на відповіді.
3. Пошуковий метод. Викладач формує проблему, а студенти повністю самостійно її вирішують..
Наприклад, якщо задано електричне коло, у якого споживачі з’єднані змішано і потрібно розрахувати силу струму, що тече через кожен резистор. Які зміни відбуватимуться в колі, якщо один з резисторів вимкнути з кола або закоротити.
Ця задача більш складна, тому що відразу не видно, як з’єднані резистори – це і служить початком проблемної ситуації.
У задачах такого виду, головною діючою особою є студенти. Вони, вирішуючи проблему, самі висувають гіпотези, доводять їх і перевіряють.
Проблемна ситуація розглядається не як стан інтелектуальної напруги, зв’язаної з несподіваною “перешкодою для ходу думки”, а як стан розумового ускладнення, викликаного у певній навчальній ситуації, об’єктивною недостатністю раніше засвоєних студентами знань і способів розумової або практичної діяльності для відповіді на задане пізнавальне питання.
Ще один приклад. При вивченні теми «Електричний струм у газах» студентам, які вже мають необхідні опорні знання (були вивчені теми «Електричний струм у металах» та «Електричний струм в електролітах» пропонується самостійно порівняти провідність у газах з провідністю в металах і електролітах. Процес актуалізація знань – порівняння, аналіз, узагальнення – являють собою активну розумову діяльність. Після цього викладач переходить до мотивації сприйняття нового матеріалу, розповідає про такі фізичні явища, свічення ламп денного світла, іскріння при поганому контакті в електричному колі, грозові розряди.
4. Дослідницький метод. Викладач створює таку ситуацію, при якій студенти стикаються з незрозумілим явищем, проблемою і самі бачать проблему, формулюють її та вирішують. Це найскладніший для студентів метод, що вимагає виявлення їх активності, самостійності, творчих здібностей. Такий метод можна використовувати в тих випадках коли у студентів є не тільки опорні знання, але й необхідні експериментальні навички. При вивченні теми «Послідовне і паралельне з’єднання опорів» студенти, спираючись на поняття «електричний струм» і «напруга», на знання закона Ома для ділянки кола, самі висовують гіпотези відносно сили струму і напруги на різних ділянках електричного кола і потім свої припущення перевіряють експериментально відповідно до схем.
Проблемне навчання має ряд переваг. Воно:
– вчить мислити логічно, науково, творчо;
– робить навчальний матеріал більш доказовим та переконливим для студентів, формує не тільки знання, а знання–переконання, що слугує основою для формування наукового світогляду;
– сприяє формуванню стійких знань, так як матеріал, самостійно здобутий студентом, добре засвоюється, а якщо забувається, то його дуже легко відтворити, повторивши хід міркування, доказу й аргументації.
– впливає на емоційну сферу студентів, формує такі цінні почуття, як почуття впевненості у своїх силах, радість та задоволення від напруження розумової діяльності;
– формує у студентів елементарні навички пошукової, дослідницької діяльності;
– активно формує та розвиває позитивне ставлення, інтерес як до навчальної дисципліни, так і до навчання взагалі.
Ефективність організації проблемного навчання залежить від дотримання викладачем ряду умов:
1. Підготовка, яка вимагає глибокого знання дисципліни, нових наукових підходів; високого рівня освіченості, а також володіння методикою проблемного навчання, що передбачає перш за все уміння діалогічного доброзичливого спілкування з студентами; умінь заохочення до самостійних пізнавальних пошуків; уважне ставлення до думок, гіпотез, висловлювань студентів; забезпечення раціонального співвідношення відомого і невідомого.
2. Підготовленість студентів: забезпечення достатньої мотивації, яка здатна викликати інтерес до змісту проблеми; ступінь володіння прийомами розумової діяльності; знання фактичного програмного матеріалу.
3. Науково–методична забезпеченість процесу навчання для створення проблемних ситуацій.
4. Урахування особливостей теми, яка вивчається, а також часу, відведеного за програмою.
Проблемне навчання починається з створення проблемної ситуації – головного засобу активізації мислення студентів. Наступними етапами є формулювання проблеми, знаходження способів її вирішення, вирішення проблеми і формулювання висновків.
Що являє собою проблема? Проблемним називається таке завдання, спосіб виконання і результат якого студенту заздалегідь не відомий, але він володіє вихідними даними, відповідними знаннями і навичками для того, щоб здійснити пошук результату або спосіб виконання. Інакше кажучи, це питання відповіді на яке студент не знає, але починає її шукати.
Поряд з поняттям «проблема» існує поняття «проблемна ситуація». Це ситуація, яка викликає у студентів усвідомлені труднощі, шлях подолання яких необхідно знайти.
В чистому вигляді проблемна ситуація полягає у створенні в свідомості студента протиріччя, студент усвідомлює це протиріччя і намагається його розв’язати.
Часто під проблемними ситуаціями розуміють просто цікаві запитання. Вони не є насправді проблемними ситуаціями, але розв’язують ті самі завдання. Тобто ніяких протиріч у завданнях нема, але вони просто цікаві.
Проблемна ситуація – ситуація виконання теоретичного або практичного завдання, при якій студенти з’ясовують для себе, що раніше набутих знань не достатньо і виникає потреба у нових знаннях. Пізнавальна потреба, що виникає, викликає і визначає пізнавальну активність особистості і професійні інтереси людини. Проблемна ситуація характеризує певний психологічний стан студента, який виникає в процесі виконання завдання, для якого немає готових засобів і яке вимагає засвоєння нових знань про дисципліну, способи або умови виконання завдань. У процесі проблемного навчання процес засвоєння знань є суб’єктивним відкриттям студента за допомогою викладача. Таким чином у системі проблемного навчання головним є дві умови:
– виникнення пізнавальної потреби кожного студента у засвоєнні навчального матеріалу;
– суб’єктивне відкриття нових знань, необхідне для виконання практичних і теоретичних завдань.
Проблемна ситуація включає три головних компонента:
– необхідність виконання такої дії, при якій виникає пізнавальна потреба у новому невідомому відношенні, способі або умові дії;
– невідоме, яке повинно бути розкрите у виниклій проблемній ситуації;
– можливості студентів у виконанні поставленого завдання, в аналізі умов і відкритті невідомого. Ні занадто важке, ні занадто легке завдання не викличе проблемної ситуації.
Щоб виділити проблему, усвідомивши своє незнання, визначити невідоме, потрібно знайти шляхи, які пов’язують невідоме з відомим. У проблемній ситуації невідоме подано через відношення до відомого. Сам же процес пізнання проблеми несе суб’єктивний характер: одна й та ж проблема неоднаково сприймається різними суб’єктами. Одні й ті ж зовнішні умови, одні й ті ж ускладнення для одних є стимулами розумової діяльності, для інших такої ролі не виконують Які ж шляхи і правила створення проблемних ситуацій? Ось деякі з найбільш поширених:
– Спонукання студентів до пояснення явищ, фактів, їх зовнішньої невідповідності, протиріччя.
– Спонукання до вибору правильного варіанта відповіді та її обґрунтування.
– Перехід від поодиноких фактів до узагальнень.
– Зіставлення суперечливих фактів, явищ.
– Вирішення протиріч між теоретично можливим засобом розв’язання завдання і практичною нездійсненністю обраного засобу діяльності і т.д.
Для створення проблемної ситуації перед студентом повинне бути поставлене таке практичне або теоретичне завдання, при виконанні якого він повинен відкрити засвоєння нових знань або дій. При цьому слід створювати такі умови:
– завдання будується на таких знаннях та вміннях, якими володіє студент;
– невідоме, яке необхідно відкрити, сприяє засвоєнню загальної закономірності, загальних способів дії або деяких загальних умов виконання дії;
– виконання проблемного завдання повинно викликати в студента потребу в засвоєнні знань.
Пропоноване студенту проблемне завдання повинно відповідати його інтелектуальним можливостям, передувати поясненню, засвоєнню навчального матеріалу. В якості проблемних завдань можуть служити: навчальні задачі, запитання, практичні завдання та інші. Проте не можна змішувати проблемне завдання та проблемну ситуацію. Проблемне завдання само по собі не є проблемною ситуацією, воно може викликати проблемну ситуацію лише при певних умовах. Одна і та сама проблемна ситуація може бути викликана різноманітними типами завдань.
Проблемну ситуацію повинен формулювати викладач шляхом вказування студенту на причину не виконання ним поставленого практичного завдання або пояснити йому те чи інше, продемонструвати факти. Слід зазначити, що у проблемному навчанні, оскільки самостійна діяльність студентів тут посідає значне місце, надзвичайно великого значення набуває роль керування пізнавальною діяльністю студентів. Провідне місце викладача у проблемному навчанні, а отже, і його роль у керуванні цим навчанням стає дедалі складнішою і вимагає глибоко продуманих засобів. Теоретичний аналіз пізнавальної діяльності студентів у проблемному навчанні, дані сучасної психології і досвід передових учителів показують, що керування повинне:
– спрямовувати студента на правильне розв’язування пізнавальних задач на основі розвитку в процесі цього розв’язання його мислення і творчих здібностей;
– сигналізувати про хибні шляхи, на які може стати студент, розв’язуючи задачу, виявляти суть помилок, які він може зробити, і тим самим, сприяти свідомій діяльності, спрямованій на вихід з проблемної ситуацій;
– надати студентові під час розв’язування пізнавальних задач допомогу, не позбавляючи його самостійності і не позбавляючи вольових зусиль, потрібних для розвитку пізнавальної активності;
– підтримувати емоційний тонус студента, його впевненість, що він при достатній мобілізації знань і здібностей зможе розв’язати поставлене перед ним завдання.
Проблемне навчання передбачає послідовні й цілеспрямовані пізнавальні завдання, які студенти розв’язують під керівництвом викладача й активно засвоюють нові знання. Використання теоретичних та експериментальних завдань само по собі ще не робить навчання проблемним. Все залежить від того, наскільки викладачеві вдається надати цим завданням проблемного характеру і поєднувати проблемний підхід з іншими методичними підходами. Завдання стає пізнавальною проблемою, якщо воно потребує роздумів над проблемою, викликає в студентів пізнавальний інтерес, спирається на попередній досвід і знання за принципом апперцепції.
Для здійснення цього завдання викладач повинен бути не тільки носієм інформації, але й педагогом, психологом, здатним здійснювати адекватну психологічну підтримку і корекцію особистості, яка формується в такий непростий період розвитку суспільства.
Проблемним називають навчання не тому, що весь навчальний матеріал засвоюється тільки шляхом самостійного рішення проблем і “відкриття” нових понять. Має бути і пояснення викладача, і репродуктивна діяльність студентів, і постановка задач, і виконання студентами вправ. Але організація навчального процесу базується на принципі проблемності, а систематичне рішення навчальної проблеми – характерна ознака цього навчання.
Проблема – означає завдання, задача, теоретичне або практичне питання, що вимагає вирішення.
Значне місце в проблемному навчанні займає рішення проблемних задач. Проблемні задачі дозволяють студентові навіть зі слабкими обчислювальними навичками не тільки відчути складність фізичних явищ, але і зрозуміти їхню суть, спонукати його до самостійного рішення проблеми, її осмислення, спробувати поставити себе на місце винахідника, одержати задоволення від інтелектуальної праці. Такі задачі дозволяють студентам зіставити одержуваний ними результат з раніше вивченим матеріалом, зробити висновки, задуматися.
Підсумовуючи сказане, слід підкреслити, що використання проблемного навчання допомагає підвищенню у студентів пізнавального інтересу до навчання, вчить їх мислити діалектично, робить істину доказовою, а знання – усвідомленими, формує активну, творчо думаючу особистість.