ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА СТУДЕНТОВ К ФИЗИКЕ ПУТЕМ ПРОБЛЕМНОГО ИЗЛОЖЕНИЯ МАТЕРИАЛА

К.п.н., доцент Г.К. Орманова

Студент-гр.ЖФИ-811 - Д. Жумабаев

Кафедра физики

Международный казахско-турецкий университет им. А. Ясави

Республика Казахстан, г. Туркестан

Суть проблемного изложения в том, что преподаватель ставит проблему, сам ее решает, но при этом показывает путь решения в его подлинных, но доступных студентам противоречиях, вскрывает ходы мысли при движении по пути решения. Проблемное изложение материала активизирует мышление студентов в отличие от информационного, т. е. передачи готовых выводов, которое предполагает объяснительно-иллюстративный метод. При проблемном изложении студенты приобщаются к способам поиска знаний, включаются в атмосферу научного поиска и становятся как бы соучастниками научного открытия. Обучение физике открывает большие возможности для такого изложения материала.

При отборе материала для проблемного изложения нужно учитывать его мировоззренческое значение, возможность познакомить студентов с вопросами методологии научного познания, показать им постепенное проникновение в тайны природы, рождение фундаментальных теорий и значение фундаментальных (великих!) физических экспериментов. Подобное изложение материала дает большой педагогический эффект благодаря возможности воссоздать атмосферу поиска и открытий.

Полезна и некоторая модификация метода: заканчивать урок постановкой вопроса, проблемы, которая не может быть разрешена с помощью полученных знаний. Студенты с нетерпением будут ждать следующих уроков физики.

Для реализации проблемного изложения материала используется частично-поисковый, или эвристический метод. Цель этого метода – постепенное приближение студентов к самостоятельному решению проблем. Частично-поисковый метод предполагает выполнение студентами отдельных шагов решения поставленной учебной проблемы, отдельных этапов исследования с целью стимуляции мышления путем самостоятельного активного поиска. При этом подключать студентов к поиску можно на разных этапах с использованием различных методических приемов. Рассмотрим некоторые возможные пути реализации этого метода.

Построение эвристической беседы предполагает вопросно-ответную форму взаимодействия преподавателя-студента. Дидакты отмечают, что в активизации познавательной деятельности обучающихся вопросы имеют едва ли не первостепенное значение.

В практике преподавания вопросы широко используют при проведении фронтального опроса студентов с целью закрепления и проверки знаний. Но этим место и роль вопросов в обучении не ограничиваются. К вопросно-ответной форме построения лекции можно с успехом обращаться при изучении нового материала. Но в этом случае цель беседы, а, следовательно, и характер ее другой: студент в ходе беседы должен самостоятельно разобраться в новом для него явлении. Такую беседу естественно назвать эвристической. Суть эвристической беседы заключается в том, что преподаватель заранее продумывает систему вопросов, каждый из которых стимулирует студента на осуществление небольшого поиска. Путем рассмотрения всей совокупности вопросов студенты должны разобраться в новом для них явлении. Система вопросов, которую заранее составляет преподаватель, должна удовлетворять определенным требованиям.

Вопросы нужно ставить так, чтобы максимально стимулировать познавательную активность студентов. Для этого ответ на вопрос должен опираться на имеющуюся базу знаний, но при этом не содержаться в прежних знаниях. Только в этом случае он вызовет интеллектуальное затруднение у студента и целенаправленный мыслительный процесс.

Вопросы необходимо формулировать четко, ясно, с учетом особенностей подготовки и уровня их знаний. Система вопросов должна быть связана логической цепью.

Преподаватель продумывает не только систему вопросов, но и предполагаемые ответы студентов и возможные «подсказки». «Подсказка» нужна в том случае, когда студенты затрудняются в ответ на вопрос или начинают уходить в сторону от правильного пути поиска.

С помощью «подсказки», которая может быть дополнительным вопросом, некоторым разъяснением, показом абсурдности выводов студентов и т.п., преподаватель направляет мысль студентов по нужному руслу. Наконец, иногда преподавателю самому подытожить главное, помочь студентам сделать правильные выводы.

Построение эвристической беседы возможно, если только преподаватель овладел искусством задавать вопросы. Применение метода поисковой беседы связано с определенными трудностями в силу наличия студентов самых различных по своим способностям, интересам, характеру, подготовке по физике. Разным студентам нужно неодинаковое время для размышления над вопросом, поэтому некоторые студенты могут не успеть глубоко, осознать его. Этот метод требует от преподавателя большого педагогического мастерства, чем они при проведении занятия объяснительно-иллюстративным методом. Нужно сдерживать порывы самых активных студентов, чтобы дать время на размышление всем остальным; не следует стремиться к тому, чтобы обязательно один студент дал исчерпывающий правильный ответ на поставленный вопрос, - полезно предложить кому-либо другому дополнить ответ. Наконец, полезно возвращаться к обсуждению одного и того же вопроса несколько раз в различных ситуациях (при рассмотрении вопросов-задач, анализе условий и решений задач, при сравнении изучаемых явлений и т.д.).

Понимая огромную роль гипотезы в научных исследованиях, мы часто недооцениваем роль и место студенческих гипотез при обучении физике. Между тем необходимость выдвигать гипотезу, обосновывать и доказывать высказанные положения делает студента активным участником процесса познания.

Привлечение студентов к выдвижению гипотез является естественным развитием активизации их мышления на первом этапе изучения нового материала – при постановке учебной проблемы. Действительно, само создание проблемных ситуаций, выявление сути затруднения, четкая формулировка учебной проблемы стимулируют студентов к умственному поиску, выдвижению догадок, предположений, гипотез.

Умелое сочетание этого приема с экспериментальным исследованием позволяет реализовать в обучении путь научного познания: от проблемы к гипотезе, от гипотезы к эксперименту, от эксперимента к теоретическому осмысливанию выводов, затем к новой проблеме, причем некоторые этапы этого пути студенты проходят активно, самостоятельно осуществляя частичный поиск в исследовании проблемы.

Методика проведения лекции при этом может быть различной. Можно после постановки учебной проблемы предложить студентам выдвигать гипотезы возможного решения проблемы и сразу же их обсуждать.

В том случае, когда студентам не под силу выдвижение гипотез для решения поставленной проблемы, методику целесообразно несколько изменить: сначала рассказать, как решалась аналогичные проблемы и после этого предложить студентам выдвигать гипотезы для объяснения наблюдаемого эффекта. Известно, что объяснить увиденный результат проще, чем предсказать неизвестный. Возможны также некоторые комбинации этих приемов.

При разработке методики в каждом конкретном случае следует руководствоваться целым рядом соображений. Так, предложить выдвигать гипотезы до постановки эксперимента можно лишь при условии, что у студентов есть по данному вопросу определенная база знаний. Это могут быть представления, основанные на жизненном опыте или на полученных ранее знаниях. В ином случае ненаучные измышления и интуитивные догадки могут увести в сторону от нужного направления и оказаться скорее вредными в педагогическом отношении, чем полезными.

Мы надеемся, что читатель сумел оценить большие возможности, которые имеются при обучении физике, для реализации методов активного обучения и осознал суть и особенности разных методов.

При выборе оптимального сочетания методов и приемов обучения преподавателю необходимо учитывать специфику содержания учебного материала и уметь допускать определенную степень подвижности и вариативности методов. Ведь методы обучения, обладают компенсаторными возможностями, т.е. одной и той же дидактической цели можно достичь разными сочетаниями методов обучения.

Мы рассмотрели методы обучения, направленные на формирование творческих способностей студентов. Главное и общее в них – включение студентов в процесс поиска новых для них проблем, тем самым побуждая познавательный интерес. Самостоятельный же поиск органически связан с активизацией мышления.

При выборе метода обучения, прежде всего, необходимо провести анализ содержания учебного материала, установить характер его изложения (описательный, теоретический, экспериментальный), степень трудности и новизны. Если у студентов нет определенной базы знаний по изучаемому вопросу, то бессмысленно подключать их к самостоятельному поиску решения проблемы: она ими не будет решена. В этом случае целесообразно опираться на объяснительно-иллюстративный метод.

При выборе метода нужно также обязательно учитывать уровень развития и подготовленности студентов, наличие должной учебно-материальной базы, атмосферу отношений между преподавателем и студентом. Мы стремились показать, что в реальных условиях методы обучения часто реализуются в сочетании друг с другом. Так, например, при изложении материала объяснительно-иллюстративным методом преподаватель включает отдельные приемы активизации мышления, что приводит к сочетанию этого метода с эвристическим. Из анализа методов следует, что наиболее часто при обучении физике можно обращаться к какому-либо варианту частично-поискового (эвристического) метода. Более того, опыт работы убеждает, что отдельные приемы активизации мышления, стимулирующие студентов на самостоятельный частичный поиск, могут быть включены почти на каждом уроке. Окончательный выбор метода является творчеством преподавателя.

Хороший эффект в активизации познавательного интереса и мыслительной деятельности обучающихся при изложении знаний дает прием, который ставит их перед необходимостью делать сравнения, сопоставлять новые факты, примеры и положения с тем, что изучалось ранее. К.Д. Ушинский [1], в частности, указывал на огромную роль сравнения в активизации познавательной деятельности учащихся и считал, что сравнение есть основа всякого понимания и мышления, что все в мире познается не иначе, как через сравнение.

Психологический механизм воздействия сравнения на мыслительную деятельность человека пытался в свое время раскрыть еще Гельвеций [2], «Всякое сравнение предметов между собой, - писал он, - предполагает внимание; всякое внимание предполагает усилие, а всякое усилие – побуждение, заставляющее сделать это». Прием сравнения требует от студентов умения осмыслить внутренние связи в учебном материале, обращать внимание на причины, вызывающие то или иное явление.

Устное изложение знаний связано с первичным восприятием и осмыслением их студентами. Но, как отмечал дидакт Данилов М.А. [3], «знания, являющиеся результатом первого этапа обучения, не являются еще орудием активного, самостоятельного мышления и деятельности учащихся». Также известно, что научные понятия формируются не сразу, а проходит ряд стадий, на каждой из которых происходит обогащение памяти фактическим материалом, его более углубленный и всесторонний анализ, способствующий тому, что усваиваемые выводы, обобщения или правила становятся интеллектуальным достоянием студента. Поэтому в дидактике большое значение придается последующей учебной работе по усвоению (закрепление, запоминание и более глубокому осмыслению, через сравнение) изложенного материала.

В ранних сообщениях нами излагались [4] способы формирования познавательного интереса студентов к физике с использованием проблемного изложения материалов и профессионально ориентированных задач, и демонстраций компьютерных моделей физических опытов [5].

В настоящем сообщении излагается практика реализации вышеназванных методов построения лекции посвященных проблемам строения атома. Как известно, изложению материала предшествует опыт Резерфорда, из которого следует планетарная модель строения атома. Лекция начинается проблемной постановкой вопроса:

1) Если электроны вращаются вокруг ядра подобно планетам солнечной системы, то как объяснить стабильность атомов? Ведь при вращении электроны, обладая центростремительным ускорением должны излучать энергию, подобно всем частицам, излучающим энергию при ускоренном движении. Следовательно, вращающийся электрон, постепенно теряя энергию на излучение должен, в конце концов, упасть на ядро и атом не должен быть стабильным. Тогда как все атомы таблицы Менделеева, за исключением радиоактивных атомов, очень устойчивые и долго живущие. Как устранить эту проблему?

2) Излучение энергии происходит непрерывно и спектры атомов должны быть непрерывными, т.е. сплошными, тога как опыты по изучению спектральных закономерностей показывают их дискретность. Как устранить это противоречие?

После постановки вышеуказанных проблемных вопросов студентам дается некоторое время на размышление. При их затруднении студентам напоминают о постулатах выдвинутых Бором (электроны вращаются вокруг ядра по определенным, так называемым стационарным орбитам и электроны, вращаясь по этим орбитам, не излучают энергию).

Затем следует вопрос: с какой целью Бор выдвинул этот постулат?

Студенты отвечают, что этот постулат позволил Бору сохранить стабильность атома.

Следующий вопрос: как пояснить возникновение линейчатых спектров атомов при их возбуждении? При затруднении студентов напоминается второй постулат Бора (атом излучает энергию при переходе из одного стационарного состояния в другое, т.е. при переходе электрона из одной стационарной орбиты в другой), поясняющего возникновение линейчатых спектров атомов. При этом говорится, что Бор принимая планетарную модель строения атома за истину, вынужден выдвигать эти постулаты, чтобы сохранить стабильность атома и пояснить возникновение дискретных спектров атомов. Хотя в настоящее время теория Бора имеет только историческое значение примеры постановки вопросов и способ решения возникших проблем очень поучителен для активизации познания и мышления студентов.

К проблеме стабильности атомов необходимо вернуться при прохождении тем – корпускулярно – волнового дуализма материи и принципа неопределенности Гейзенберга.

В соответствии с принципом неопределенности электрон не может упасть на ядро, так как в этом случае одновременно было бы известно точные значения координаты и импульса электрона. Это значить, что принцип неопределенности сразу, без каких-либо постулатов решает проблему стабильности атомов. Студентам очень трудно понять этот принцип и обычно они спрашивают – у электрона есть координата, ведь они где-то находятся в атоме, и имеется импульс, ведь они двигаются. Отвечаем, что в отдельности у электрона есть и координата и импульс, но нет их одновременно (одновременно произведение их значений не могут иметь сколь угодную величину).

Интересен их следующий вопрос – электроны переходят из одной орбиты в другой, а это значит, известна их траектория перехода при определенном значении импульса. Это значить, что мы одновременно знаем их координаты и импульс, что противоречит вышеуказанному принципу. Отвечаем – понятие траектории неприемлемо для микрочастицы, как электрон. В микромире нет вообще траектории. Электрон частица – волна и недостатки теории Бора заключалось в том, что в ней не учитывалась его волновые свойства. Именно его волновое свойства определяло дискретность значений энергии состояний атома.

В настоящее время во всех вузах РК широко внедряется кредитная система обучения.

Кредитная система образования предполагает повышение уровня самостоятельной работы студентов. В этой связи проведение лекции несколько отличается от традиционной, когда лектор упор делает на сообщение информации. При проведении лекции по КСО приходится учитывать многие факторы: ограниченность часов лекционных занятий, разноуровневые знания студентов, взаимоувязонность междисциплинарных связей, необходимости более полного охвата практической значимости освещаемого материала, приведение конкретных экспериментальных результатов, предшествовших излагаемого закона, профессиональную ориентированность лекции и т.д. Фундаментальность образования по физике должна сочетаться с его практичностью и четкой профессиональной ориентацией.

Так как активизация познавательного интереса непосредственно и сильно влияет на активизацию мышления обучаемого. В этой связи наиболее эффективной формой проведение лекции в условиях КСО, на наш взгляд, является разумное сочетание различных форм проблемного изложения, проблемной постановки и закрепления материала.

Литература

1. Ушинский К.Д. Собр. соч. т.8. С. 321-322.

2. Гельвеций К.А. О человеке. М., 1938. С.63.

3. Данилов М.А. Процесс обучения./Основы дидактики/. Под. ред. Б.П. Есипова. М., 1967. С.196.

4. Орманова Г.К., Кабылбеков К.А. Формирование и повышение устойчивого интереса студентов к физике путем проблемного изложения материала и использования профессионально ориентированных задач. Высшая школа Казахстана №2, Алматы, 2007, с.74-79.

5. Орманова Г.К., Беркімбаев К.М. Использование комьютерных моделей в процессе обучение студентов физике. Москва, 2012 «Вестник Российского университета дружбы народов» №3, Стр 88-92

Summary

In the given work the methods of training directed on formation of creative abilities of students are considered. The essence of a problem statement that the teacher puts a problem, solves it, but thus shows a way of the decision in its original, but accessible the student contradictories, opens courses of an idea at movement on a way of the decision. The problem statement of a material makes active thinking of students unlike information, i.e. transfers of ready conclusions which assumes an explanatory-illustrative method.