2.3. Метод проблемного навчання

Одним з шляхів активізації творчої активності учнях на уроках фізики являється проблемне навчання - методична система, що включає особливе поєднання різноманітних прийомів і методів навчання. У проблемному навчанні учбовий процес придбаває свою специфічну структуру, що складається з ланцюга проблем, що послідовно дозволяються. Процес їх дозволу має свою логічну послідовність дій, що відбивають методи наукового пізнання (формулювання проблеми, висунення гіпотези, вибір методу рішення, збір необхідних фактів, їх аналіз і узагальнення, перевірка рішення, формулювання виводів). Структура проблемного уроку підкоряється логічній структурі пізнавальних дій, властивих пошуковій діяльності.

Центральними в теорії проблемного навчання є питання створення проблемної ситуації і постановки навчальних проблем. Кожне навчальне проблемне завдання є штучною педагогічною конструкцією, Воно спеціально конструюється з повчальною метою і включається в певний момент в навчальний процес відповідно до логіки навчального процесу.

Процедура пізнавальних дій в проблемному навчанні включає:

• Усвідомлення проблемної ситуації;

• Аналіз проблемної ситуації;

• Висунення ідей, припущень по виходу з ситуації;

• Обгрунтування висунених ідей, припущень;

• Визначення наслідків;

• Формулювання проблеми;

• Зіставлення проблеми з наявними знаннями і уміннями;

• Планування плану вирішення проблеми;

• Вирішення проблеми;

• Порівняння результатів з первинними ідеями;

• Формулювання висновку.

Проблемна з точки зору теорії пізнання - принцип, що визначає зміст і форму пізнавальної діяльності людини і в першу чергу його мислення. В навчальному процесі проблемна проявляється в прагненні і умінні учня :

а) виділяти найбільш важливі, вузлові ідеї і положення і навколо них групувати фактичний матеріал, систему доказів і наслідків (у цьому полягає змістовна сторона проблемної);

б) долати пізнавальні утруднення, протиріччя при зіткненні відомого і нового, приватного і загального, життєвого і наукового і так далі (операційна сторона проблемної);

в) проблемна виражається в збудженні потреби в пізнанні (мотиваційна сторона).

Розглянемо передусім проблемний виклад навчального матеріалу. Воно полягає в тому, що учитель сам ставить проблеми, сам їх вирішує і робить висновки. Викласти матеріал проблемно - це означає, не змінюючи істотної інформації, по можливості максимально посилити її емоційну сторону (шляхом створення проблемної ситуації), перетворивши в міру необхідності структуру матеріалу.

Проблемний виклад буде успішним за наявності ряду умов. По-перше, має бути чітко визначена доцільність його у кожному конкретному випадку (при цьому враховується вік учнів, їх рівень розвитку і навченої, тимчасові обмеження, зміст матеріалу).

По-друге, учителеві необхідно глибоко і міцно володіти як фактичним, так і історичним аспектами фізики.

По-третє, слід опанувати уміння "бачити" протиріччя, виокремлювати і робити їх видимими для учнів, тобто учителеві необхідно бути діалектиком і володіти технологією правильної постановки питань, що "оголяють" протиріччя перед учнями.

Щоб конструювання проблемного викладу відбувалося успішно, потрібно чітко представляти його загальну структуру; вона складається з чотирьох етапів: 1) організація проблемної ситуації, 2) висунення гіпотези, 3) її аргументація, 4) висновки.

Потрібно враховувати загальні вимоги до будь-якого викладу навчального матеріалу : мати уявлення вже наявних у знаннях, що вчаться, показувати зв'язок між ними і знаннями, що підлягають засвоєнню; включати у виклад оптимальне число завдань (проблем), причому тільки посильні учням; роз'яснювати усі логічні зв'язки між елементами навчального матеріалу, навіть ті, які на перший погляд здаються досить простими і явними; не оперувати словами і термінами, не знайомими учнем, та ін.

Організувати творчу пошукову діяльність учнів можна не лише на етапі застосування знань, але і при вивченні нового матеріалу.

При проблемному навчанні пізнавальну діяльність учнів прагнуть організувати за логікою розгортання пізнавального творчого процесу, а саме:

1. Створюють проблемну ситуацію, аналізують її і в ході аналізу підводять учнів до необхідності вивчення певної проблеми.

2. Включають учнів в активний пошук вирішення проблеми на основі наявних знань і мобілізації пізнавальних здібностей. В окремих випадках можна організувати попереднє вивчення тих знань, які можуть допомогти учням розв'язати проблему. Висунені в ході пошуку гіпотези і припущення повинні піддаватися аналізу, з тим, щоб знайти найбільш раціональне рішення.

3. Пропоноване рішення проблеми перевіряється іноді теоретично, частіше експериментально. Проблема вирішується, і на основі цього рішення робиться висновок, який несе в собі нове знання про об'єкт, що вивчається. В процесі вирішення проблеми з'ясовується необхідність дослідження інших сторін об'єкту, що вивчається. В результаті учні добувають деяку систему знань.[23]

Нині багато хто вважає, що проблемне навчання починається з постановки навчальної проблеми. Саме це початкове твердження заважає виявленню відмінностей між проблемним і традиційним навчанням, бо і в традиційному навчанні завжди висуваються (повинні висуватися) пізнавальні завдання уроку, які можна розглядати як проблеми для майбутнього вивчення.

Відповідно до основних закономірностей творчої пізнавальної діяльності, які є теоретичною основою проблемного навчання, проблемне навчання повинне починатися з організації проблемних ситуацій, а не з формулювання навчальних проблем.

Проблема (проблемне питання, завдання) існує об'єктивно і незалежно від суб'єкта, що пізнає, в навчанні – учня. Щоб у учня виникла потреба в її рішенні, вона не лише має бути засвоєна (зрозуміла) ним, але і отримати його особову оцінку (стати для нього значущою). Саме тому в традиційному навчанні учитель не лише формулює пізнавальні завдання уроку (проблеми), але і викликає до них інтерес учнів (розповідає про значення питання, що вивчається, для науки і техніки, про історію його відкриття т.д.).

Для створення проблемної ситуації на уроках фізики необхідно виявити можливі типи протиріч, які можуть виникати в ході вивчення фізики.

Дослідження показують, що на уроках фізики можна для створення проблемних ситуацій використовувати три типи протиріч :

1. Протиріччя між життєвим досвідом учнів і науковими знаннями;

2. Протиріччя процесу пізнання. Інакше кажучи, протиріччя між раніше отриманими учнями знаннями і новими. Це протиріччя виникає внаслідок того, що на будь-якому етапі навчання розкриття властивостей об'єкту не є вичерпним і на наступному етапі виникає можливість в яскравій, суперечливій формі розкрити невідповідність нових і наявних знань;

3. Протиріччя найвірогіднішої реальності. Найвідомішим видом останнього протиріччя є квантові і хвильові властивості фотонів і інших елементарних часток.

Проблемні ситуації виникають в ході пізнавальної діяльності людини. Тому для введення в проблемну ситуацію не можна (недостатньо) просто вказати учням на протиріччя. Необхідно організувати їх діяльність так, щоб вони самі натрапили на деяку невідповідність пізнаваного з наявними у них системою знань. Діяльність ця може бути різною. Наприклад, рішення задачі, що дає парадоксальну відповідь, розрахунок, що не підтверджується експериментом, бесіда, в ході якої (найчастіше на основі аналізу дослідів) учитель уміло підводить учнів до усвідомлення деякого протиріччя. Так, в 8 класі, закінчуючи опитування по темі "Теплопровідність", учитель знову показує досвід "лід не тане в окропі" і просить учнів пояснити його. Підкреслює вивід: досвід доводить, що вода має погану теплопровідність. Пропонує учням поспостерігати за результатом досвіду, в якому пробірку з плаваючим в ній льодом підігрівають знизу. Що відбувається з льодом в цьому випадку? Який висновок можна зробити на основі досвіду? Вода, що нагрівається знизу, передає теплоту. Який виникає питання?[28]

Важливо не лише те, що говорить учитель, але і як він це говорить. Учитель усім своїм видом і поведінкою повинен показувати крайню зацікавленість в явищі, що вивчається, в спостереженні дослідів, їх аналізі; разом з учнями дивуватися з отриманої невідповідності, показувати свою "спантеличену", спонукати їх до розкриття "таємниці" природи. Без такого емоційного відношення учителя до питання, що вивчається, проблемне навчання може не відбутися.

При проблемному навчанні пізнавальну діяльність учнів прагнуть організувати так, щоб вона проходила через усі етапи творчого пізнавального процесу. Проте найбільш суттєвим моментом творчої діяльності є висловлювання гіпотези і їх перевірка.

Висловлюванню гіпотези і їх перевірці можна учити і поза проблемним навчанням. Відповідні частково-пошукові завдання можна включати в евристичну бесіду, надаючи їй характер дослідження.[28]

Щоб не обмежуватися окремими прикладами, а виявити можливості курсу фізики для розвитку інтуїції учнів, проаналізуємо місце інтуїтивних моментів в наукових фізичних дослідженнях.

У експериментальних дослідженнях по фізиці інтуїція ученого проявляється, передусім, в передбаченні кінцевого результату експерименту. Дослідник заздалегідь передбачає або вгадує результат експерименту.

Немало інтуїції проявляє дослідник і при аналізі результатів експерименту. Уміння зрозуміти суть спостережуваного, побачити нове, раніше невідоме явище – ця якість, властива талановитому дослідникові.

Чималої вигадки і кмітливості вимагає само планування експерименту в тих випадках, коли результат теоретично підказав, а ускладнення виникають якраз з боку його експериментального підтвердження.

У теоретичних дослідженнях (якщо виключити з аналізу створення самої теорії) кульмінаційний момент творчості полягає або в передбаченні нових наслідків теорії, або визначенні тих явищ і фактів, які можуть бути підведені під цю теорію, тобто пояснені нею.

В умовах, коли наукових чинник багато, вибір потрібного принципу завжди творчий процес (здійснюється завжди на основі інтуїції, а не шляхом перебору усіх можливих варіантів).

Оскільки методи вивчення курсу фізики відбивають методи наукових фізичних досліджень, то при вивченні матеріалу на основі індуктивних прийомів для розвитку інтуїтивного мислення доцільно пропонувати учням завдання, що вимагають, :

1. Передбачення результатів експерименту;

2. його планування.

При вивченні матеріалу на основі теорії, корисно ставити завдання на передбачення нових наслідків, а також на пошук принципу пояснення явищ, що вивчаються. Знаходження принципу пояснення того або іншого явища часто складає суть (і основну трудність) рішення якісних завдань, а пошук відповіді на питання "як"? складає основну цінність творчих завдань.

Успіху можна добитися лише у тому випадку, якщо роботу по розвитку пізнавальних здібностей учнів проводити систематично.