-концепция педагогической деятельности (стр. 7 из 9)

«Мы пришли к выводу,— говорит учитель,— что на очень малых расстояниях, сравнимых с размерами молекул, между молекулами начинают действовать силы притяжения, но несколько раньше мы установили, что молекулы в телах разделены промежутками. Не находите ли вы в этом какое-либо противоречие?»

Смысл противоречия учащиеся улавливают быстро, а разрешить его

самостоятельно обычно не могут. Вновь возникает проблемная ситуация. Учитель усиливает ее: «Молекулы не только не сближаются вплотную, но и как будто даже сопротивляются попыткам сближения. Это мы хорошо ощущаем, пытаясь сжать резиновый шарик или любой другой предмет. Чем же объяснить, что для сжатия тел, т. е. для уменьшения расстояний между молекулами, необходимо прикладывать внешнюю силу, и тем большую, чем сильнее мы пытаемся сжать тело?» Здесь учащиеся обычно не очень уверенно высказывают предположение, что при сближении молекул между ними возникают силы отталкивания. Учитель продолжает: «Итак, мы приходим к выводу, что между молекулами на малых расстояниях в одних случаях действуют силы притяжения (при попытках удалить молекулы друг от друга), в других — силы отталкивания (при попытках приблизить молекулы друг к другу). На первый взгляд это может показаться странным, но представим себе такую модель. (Вывешивает сделанный на листе бумаги рисунок 18.) В вершинах куба на пружинах закреплены шарики. Если растягивать этот куб, то возникнут силы притяжения между шариками, если же сжимать — силы отталкивания. И мы не удивимся этому. При взаимодействии молекул наблюдается похожая картина. Только не нужно думать, что молекулы в телах соединены какими-то пружинами. Между молекулами действуют особые силы, называемые электромагнитными. Подробно об этих силах вы узнаете в старших классах». Затем учащиеся с помощью учителя делают промежуточный вывод: молекулы не сплошь заполняют тела — между ними имеются промежутки; между молекулами на очень малых расстояниях действуют силы притяжения и силы отталкивания; наличием этих сил и объясняются многие из рассмотренных явлений, например склеивание и сваривание тел, возникновение сил сопротивления сжатию и растяжению тел и т. д. Так постепенно, решая выдвигаемые учителем проблемы или те, которые возникают в ходе обсуждения, ученики осознанно усваивают материал темы «Первоначальные сведения о строении вещества».

Чаще всего поисковая беседа охватывает не весь новый материал, изучаемый на уроке, а какую-то его часть или несколько частей, изучение которых в проблемном плане представляется наиболее целесообразным. Однако есть и такие вопросы (небольшие темы), где изучение может быть организовано полностью в форме поисковой беседы. Таких вопросов сравнительно немного, и можно пойти на неизбежные при этом дополнительные затраты времени, поскольку развивающий эффект этих уроков очень высок. Проводившиеся нами контрольные проверки показали, что материал, изученный в ходе подобных уроков, учащиеся усваивают особенно глубоко и прочно запоминают. Приведем пример урока на тему «Закон Джоуля — Ленца» (VIII класс).

В начале урока учитель предлагает вспомнить действие электрического тока, в частности тепловое, а затем на различных примерах показывает, насколько широко в технике и быту используют тепловые действия тока и как важно уметь заранее рассчитать количество теплоты, выделяемой электрическим нагревателем за некоторое время, но для этого нужно знать, от чего и как это количество теплоты зависит. Говорит, что решить данный вопрос можно теоретически или опытным путем; теоретическое решение дано в учебнике, в классе же надо рассмотреть другой способ решения.

Затем учитель помогает классу сформулировать общую проблему урока: «Исследовать, от каких величин и как зависит количество теплоты, выделяющейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока». И далее предлагает учащимся высказать свои соображения. Их ответы на этот вопрос могут быть самые разнообразные: от силы тока, от массы проводника, от времени, от толщины и длины проводника, от материала проводника и т. д. Подытоживая эти ответы, учитель отмечает, что в основном высказаны предположения о зависимости количества теплоты от силы тока, сопротивления и времени. «Легко сообразить, даже не проверяя на опыте,— отмечает учитель,— как количество теплоты зависит от времени, а вот зависимость от сопротивления и силы тока нуждается в опытном исследовании. Давайте подумаем, как исследовать зависимость количества теплоты от сопротивления, на какой установке можно провести такое исследование. Желающие могут нарисовать схему установки на доске». Таким образом учитель выделяет первую из частных проблем: «Как на опыте исследовать зависимость количества теплоты Q от сопротивления R?» Учащиеся предлагают использовать в качестве нагреваемого проводника спираль. Затем они под руководством учителя устанавливают, что для определения количества теплоты, выделяемой спиралью, необходимо иметь калориметр, источник тока, измерительные и другие приборы и материалы. Таким образом, на доске появляется первоначальный вариант схемы установки (рис. 19). «Как же проводить исследование с помощью этой установки?» — спрашивает учитель. Ученики предлагают проделать последовательно два опыта, используя спирали с различными сопротивлениями, а затем сравнить отношения сопротивлений и количеств теплоты, выделившейся от спиралей. Здесь учителю необходимо привлечь внимание учеников к очень важному обстоятельству, имеющему принципиальное значение при выполнении любого экспериментального исследования. Речь идет об условиях, обеспечивающих необходимую надежность эксперимента и точность результатов, или, иначе, о выяснении обстоятельств, которые могут повлиять на эти результаты. В данном случае при выполнении исследования должны соблюдаться следующие основные условия:

1) сила тока в обоих опытах должна оставаться неизменной;

2) время выполнения опытов должно быть одинаковым.

На точность результатов исследования могут оказать влияние и другие, менее существенные обстоятельства. Например, если проделать второй опыт вслед за первым и с тем же калориметром, то температура жидкости в нем в начале второго опыта будет выше, чем в начале первого, в результате чего в окружающее пространство будет отдаваться большее количество теплоты, чем в первом опыте, что скажется на точности результата исследования и т. д. Для формирования у учащихся навыков экспериментальных исследований необходимо научить их самостоятельно продумывать эксперимент, предусматривая и обеспечивая условия, гарантирующие надежность получаемых результатов.

При обсуждении первого условия — сила тока в обоих опытах должна быть одинакова — естественно, возникает вопрос: будет ли одинакова сила тока, если пользоваться установкой, соответствующей предложенной схеме? Сообразив, что при замене спирали сила тока изменится, учащиеся находят новое решение: в цепь необходимо включить амперметр и реостат для регулирования силы тока (рис. 20).

Учитель отмечает, что такое решение в принципе является верным, но в этом случае возникает еще один вопрос: нельзя ли в целях экономии времени оба опыта (с первой и второй спиралями) провести одновременно? Учащиеся могут предложить собрать две одинаковые установки. Учитель, рисуя их схемы на доске, может спросить: «А может быть, можно объединить эти установки в одну и тем самым сократить количество необходимых приборов?» Анализируя все вместе это предложение, составляют схему (рис. 21). Условие равенства силы токов в спиралях и- времени работы здесь осуществляется автоматически. Такая установка заранее подготовлена учителем, но до определенного времени скрыта от глаз учащихся. С ее помощью и проводят эксперимент.

Таким образом, первая из частных проблем решена. Затем уже значительно проще и быстрее решают вторую: «Как исследовать зависимость количества теплоты, выделяемой спиралью, от силы тока?»

2.5 О зависимости проблемного обучения от характера изучаемого материала

В школьном курсе физики изучается разнообразный по содержанию материал. Можно выделить следующие вопросы, составляющие структурную основу его содержания: физические явления, факты; физические законы; физические теории; практическое применение физических знаний; история физики. Так как изучение каждого из названных вопросов с точки зрения проблемного обучения имеет свои особенности, то, чтобы правильно организовать такое обучение в различных конкретных случаях, необходимо выяснить эти особенности. Рассмотрим их на примере изучения физических явлений, законов и теорий.

2.5.1. Проблемное изучение физических явлений

Каждая тема школьной программы включает в себя одно или несколько новых физических явлений, подлежащих изучению. Нередко в пределах одной большой темы можно выделить несколько мелких тем. Так, например, большую тему «Тепловые явления» можно разделить на три более мелкие: «Внутренняя энергия и способы ее изменения», «Количество теплоты», «Изменения агрегатных состояний вещества». Каждую из этих тем в свою очередь можно разбить на отдельные подтемы, являющиеся логически цельными частями данных тем. Например, тему «Изменения агрегатных состояний вещества» можно разделить на 4 части: «Плавление и отвердевание тел», «Испарение и конденсация», «Кипение», «Объяснение изменения агрегатного состояния вещества с точки зрения молекулярно-кинетических представлений». Чаще всего каждую такую подтему начинают с описания нового физического явления.