Педагогические науки/5.Современные методы преподавания

Аспирант кафедры физики и методики обучения физике

Лунегова В.В.

Челябинский Государственный Педагогический Университ, Россия

Наглядно-графическая деятельность как

современный метод обучения физике

 

Одной из главных проблем, которыми занимаются ученые-педагоги, является создание учебных программ, удовлетворяющих требованиям общества к знаниям, умениям и воспитанности выпускников средней школы. На протяжении десятилетий эта проблема решалась в психолого-педагогических и частно-методических исследованиях в рамках единой общеобразовательной средней школы. В основу построения учебных программ по физике были положены принципы научности, систематичности, доступности. В работах по дидактике также формулируется принцип наглядности в обучении. Реализация этого принципа в обучении сегодня не достаточно освещена в учебных программах, в учебниках, в методических пособиях.  Трудно определить, каким образом  в процессе  обучения должен использоваться наглядно-графический материал, и каковы критерии его эффективности как дидактического средства.

         В психологических исследованиях Н.А. Менчинской, А.В. Смирнова, П.А. Кудина [3; 4; 5; 1] доказывается, что особую роль в формировании мышления ребенка играет образное восприятие. Необходимо отметить, что хотя в процессе обучения физике учащиеся и выполняют работу с иллюстрациями, графическими образами, но она носит эпизодический, стихийный с методической точки зрения и «оторванный от жизни»  характер.

Работа с наглядно-графическим материалом  при обучении физике по своей сути подразумевает  не только включение в учебный процесс, в содержание изучаемого материала необходимого  количества иллюстрированных задач, фотографий явлений, протекающих в природе, но и формирование у школьников необходимых наглядно-графических умений. В настоящее время, когда есть широкие полиграфические возможности, отечественные учебники и учебные пособия бедны яркими картинками и иллюстрациями. Очень часто ученик, решая какую-либо задачу, с трудом может представить тот объект, о котором идет речь. Также учащиеся испытывают большую трудность во время лабораторно-практических занятий при сборе необходимой установки, которую они видели только в схематичном исполнении.

Не менее важную роль играют рисунки и схематические изображения, создаваемые самим учеником. Они позволяют ему моделировать изучаемые объекты, выделять в них наиболее значимые стороны. В связи с этим считаем целесообразным целостное рассмотрение наглядно-графической деятельности школьников при изучении физики, подразумевая под этой деятельностью как самостоятельную работу с готовыми изображениями, так и создание графических образов.

В психологических исследованиях визуальному мышлению отводится не последнее место, но эти исследования были проведены давно, а современными психологами и дидактами эта проблема не освещается в достаточной степени. В работах Мартыновой Е.К. рассматривается лишь педагогический рисунок, а о наглядно-графической деятельности учащихся практически ничего не говорится. Данный подход не дает качественных результатов в обучении учащихся, так как для развития наглядно-графических умений школьникам необходимо самостоятельно научиться создавать поясняющие рисунки, схемы, строить графики. В нашем исследовании мы постарались уделить особое внимание созданию плана анализа и плана создания различных наглядно-графических объектов. 

          Рисунок – одно из средств наглядности, которым широко пользуется преподаватель, объясняя новый материал, решая задачи, опрашивая учащихся по пройденному курсу.

          В процессе преподавания физики учителю приходится рисовать не только приборы и установки опытов, но и всевозможные схемы, таблицы и графики.

Требования, предъявляемые к рисунку: [2]

рисунок должен быть:

1.     схематичен и прост;

2.     выполняться легко и быстро, чтобы не задерживать ход урока;

3.     правильно передавать форму предмета, не искажая его вида;

4.     рисунок, выполняемый на уроке физики, должен часто отображать не только внешний вид прибора, но и его внутреннее устройство. Поэтому приходится делать различного рода разрезы и сечения;

5.     последние выполняются по возможности в соответствии с требованиями технического черчения;

6.     рисунок должен быть неразрывно связан с содержанием рассказа учителя, постепенно дополняясь в процессе объяснения материала;

7.     зарисовка должна проводиться учителем и учащимися одновременно;

8.     зарисовку опытов и лабораторных работ надо делать в динамике, отражая последовательность отдельных этапов эксперимента.

          Всякий рисунок должен сопровождаться краткими пояснениями, иначе через некоторое время учащиеся не смогут в нем разобраться и ценность зарисовки, сделанной в классе, будет потеряна. Это необходимо учитывать и в классной, в домашней работе школьников.

          В техническом черчении обозначения отдельных частей рисунка делают выносками. Для быстроты выполнения чертежа на уроке учителя физики часто не делает выносок, а просто ставят около отдельных частей рисунка либо цифры, либо буквы, а к ним сбоку – соответствующие пояснения.

          Запись опыта на доске и в тетрадях учащихся приобретает следующий вид (пример из курса 7 класса):

1 – вода;

2 – стакан;

3 – лист бумаги;

4 – направление силы атмосферного давления.

Вода не выливается из стакана. Почему?

___________________

___________________

___________________

 

Всегда необходимо помнить, что любая зарисовка требует пояснений, что без них чертеж и рисунок получается «слепым», теряет свою ценность.

Работа с наглядно-графическим материалом  при обучении физике по своей сути подразумевает  не только включение в учебный процесс, в содержание изучаемого материала необходимого  количества иллюстрированных задач, фотографий явлений, протекающих в природе, но и формирование у школьников необходимых наглядно-графических умений. Не менее важную роль играют рисунки и схематические изображения, создаваемые самим учеником. Они позволяют ему моделировать изучаемые объекты, выделять в них наиболее значимые стороны. В связи с этим считаем целесообразным целостное рассмотрение наглядно-графической деятельности школьников при изучении физики, подразумевая под этой деятельностью как самостоятельную работу с готовыми изображениями, так и создание графических образов.

         Проведем классификацию наглядно-графического материала по нескольким основаниям.

         По способу исполнения весь наглядно-графический материал можно разделить на следующие группы:

·       фотография;

·       график;

·       иллюстрации, в которых можно выделить отдельные подгруппы: рисунок и схема.

По субъекту наглядно-графический материал можно разбить на две группы:

·     педагогический рисунок (рисунок, выполненный учителем);

·     рисунок, выполненный учеником.

Так как же ученик работает с наглядно-графическим материалом? Сначала он  воспринимает (понимает) символы, из которых состоит схема, рисунок, чертеж, их связь между собой.  Потом он перекодирует информацию в словесную с помощью внутренней речи и, наконец, дает ответ, проговаривая его. Этот ответ может лишь частично воспроизвести внутреннюю речь, которая в силу индивидуальных особенностей развития ребенка, наличия или отсутствия необходимых знаний и умений, далеко не всегда полно описывает набор представленных символов. То есть на каждом этапе, предшествующему ответу на вопрос, наблюдается потеря или искажение информации. И это в результате часто приводит к неполному или неправильному ответу. Чтобы не потерять деталей, надо разбить картинку (схему, чертеж, рисунок) на отдельные фрагменты, каждый из которых имеет свое название и значение. Чтобы не потерять смысл, надо найти как можно больше связей между фрагментами. Другими словами, мы разбиваем картинку на отдельные фрагменты, устанавливаем внутренние связи между ними, собираем картинку снова и стараемся, чтобы после сборки все встало на место.

Так как целью нашего исследования является разработка методики формирования наглядно-графических умений в процессе обучения физике, то мы считаем необходимым разработать план анализа наглядно-графического материала и порядок действий при выполнении учащимися пояснительных рисунков. 

План анализа наглядно-графического материала

1.     Выделить объекты, изображенные на рисунке;

2.     Выделить существенное и несущественное в изображении каждого объекта;

3.     На основании существенного определить вид взаимодействия между объектами (механическое, электромагнитное и т.д.);

4.     Выяснить, как можно упростить данную иллюстрацию в схему, которая позволит выделить величины или исследуемые параметры.

5.     Преобразовать иллюстрацию в материал для решения задачи.

Порядок действий при выполнении поясняющего рисунка

1.     Выделить материальные объекты;

2.     Определить явления и процессы, происходящие с ними;

3.     Схематично изобразить направление процесса, явления или изменения, происходящие с предметом;

4.     Дополнить рисунок необходимыми элементами (например, векторы сил, скорости и т.д.);

5.     Показать нужные буквенные обозначения.

Таким образом, работа с наглядно-графическим материалом требует развития ряда наглядно-графических умений.

Наглядно-графические умения при работе с изображениями объектов

1. Опознание объекта.

2. Выделение внешних признаков.

3. Формулирование свойств объекта, передаваемых через совокупность данных признаков.

Наглядно-графические умения при работе с изображениями явлений

1. Выделить объекты, с которыми происходят изменения.

2. Определить характер взаимодействия и изменения, происходящие с объектами.

3. Опознать явление, которое передается в изображении.

4. Выделить, какие закономерности этого явления описываются с помощью изображения.

К началу изучения предмета учащиеся уже имеют некоторые понятия о графиках, почерпнутые из математики, но переносят знания в область физики с трудом. Одна из причин такого положения связана с возрастными особенностями развития школьников. В этом возрасте у них еще преобладает наглядно – образное мышление. Даже сама операция замены математических переменных на физические величины идет непросто. К выходу из школы учащиеся должны уметь представлять информацию в графическом виде и «читать графики». И опять же, свертывание информации идет легче, чем обратный процесс по разворачиванию информации – «прочитать график» оказывается сложнее, чем построить графическую зависимость. Собственно, если вдуматься в этот эффект, то станет понятно, что данная ситуация естественна. Когда сворачиваем информацию, мы ее перекодируем или преобразуем сами, выделяем существенное, что-то теряя, но имея в сознании первоисточник полной информации. Когда разворачиваем информацию, то выполняем операцию достройки.

Поэтому такое большое внимание уделяется именно «чтению графиков», то есть умению брать максимально большой объем информации, анализируя графическую зависимость.

Учащиеся научаются, кроме элементарных операций по считыванию данных:

·       объяснять физический смысл зависимости, особых точек графика;

·       проводить операцию сравнения зависимостей, объяснять физический смысл их отличия и сходства;

·       давать математическую интерпретацию зависимости, делать расчет постоянных коэффициентов по графику;

·       выяснять физический смысл скорости изменения величины по углу наклона графика;

·       выяснять физический смысл площади под графиком.

Порядок действий при выполнении графика

1.     Определить зависимую и независимую величину, их единицы измерения;

2.     Распределить величины по координатным осям (ось ординат – зависимая величина, ось абсцисс – независимая величина), их единицы измерения;

3.     Составить необходимое уравнение для расчета зависимой величины;

4.     Найти множество решений данного уравнения. В зависимости от диапазона полученных значений выбрать масштаб на осях координат;

5.      Отметить полученные точки на координатной плоскости;

6.     Через полученные точки провести линию.

Таким образом, ценность наглядно-графической деятельности как приема обучения состоит в том, что она  облегчает усвоение учебного материала, активизирует мысль учащихся, побуждает ее к поискам, наводит на предположения и догадки, правильность которых проверяется специальным исследованием или опытом.

 

 

Библиографический список:

1.        Кудин, П.А. Психология восприятия и искусство плаката. [Текст] / П.А. Кудин.– М.: Просвещение, 1987, 345 с.

2.        Мартынова, К.Е. Методика записей и зарисовок на уроках физики (пособие для учителя). [Текст] / К.Е. Мартынова. – М.: Учпедгиз, 1961, 120 с.

3.        Менчинская, Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребенка: избранные психологические труды. [Текст] / Н.А. Менчинская.– М.: МОДЭК, 1998, 448 с.

4.        Менчинская, Н.А. Проблемы учения и умственного развития школьника: избранные психологическме труды. [Текст] / Н.А. Менчинская,– М.: Педагогика, 1989, 218 .

5.        Смирнов, А.В. Технические средства в обучении и воспитании детей. [Текст] / А.В. Смирнов.– М.: Академия, 2005, 306 с.