Проблема проблемного обучения

Эффективным способом активизации мышления учащихся является проблемное обучение. А возможно ли вообще проблемное обучение с описанным ранее контингентом?

Проблемное обучение – это научно обоснованная система развития мыслительной деятельности и способностей учащихся в процессе обучения, охватывающая все виды учебной работы учащихся и определяющая оптимальные условия их развития. Основу ее составляют учебные проблемы разных видов.

По физике система начала складываться под влиянием идей, высказывавшихся нашими методистами: И.И. Соколовым, П.А. Знаменским, Е.Н. Горячкиным, К.Н. Елизаровым.

Из вышеприведенного определения выделим несколько важных моментов:

1. Проблемное обучение – это научно обоснованная система развития мышления и способностей.
2. Проблемное обучение должно охватывать все основные виды учебной деятельности.
3. Основу проблемного обучения составляют учебные проблемы.

Первые два момента говорят о том, что проблемное обучение, далеко не простая вещь, требующая серьезного подхода, больших затрат учебного времени, для его реализации требуется выполнение определенных условий. Третий момент раскрывает основу этого обучения, через которую оно реализуется.

В литературе дается такое определение учебной проблемы:

«Учебная проблема –это возникающий или поставленный перед субъектом вопрос, ответ на который заранее неизвестен и подлежит творческому поиску, для осуществления которого у человека имеются некоторые исходные средства.»

Отсюда делаем для себя важные выводы:

1. Учебную проблему надо уметь поставить.
2. Для осуществления ее должны иметься некоторые исходные средства.

Раскроем выделенные положения. Постановка учебной проблемы начинается с создания проблемной ситуации – психического состояния интеллектуального затруднения. Отмечается, что «мышление, как и всякая деятельность человека, всегда исходит из каких-то побуждений: где их нет, там и нет деятельности, которую они могли бы вызвать». И также отмечается, что для того чтобы мыслительный процесс вообще совершался нужны какие-то мотивы, побуждающие человека думать.

Таким образом при создании проблемной ситуации нужно продумать мотивы, которые побудили бы учащихся думать, чтобы проблемная ситуация была бы актуальной, субъективно значимой для них.

Очень важно понимать суть второго, выделенного нами положения. Оно говорит о том, что уровень имеющихся у учащихся знаний (исходные средства) должен соответствовать поставленной учебной проблеме. То есть, между уровнем знаний учащихся и уровнем знаний необходимых для решения учебной проблемы должен существовать некоторый «потенциальный барьер» или степень несоответствия. От подбора высоты этого барьера зависит решение учебной проблемы. Если этот барьер довольно высок, то нужного эффекта не добьемся, а лишь ослабим мыслительную активность учащихся, так как степень сложности проблемы для них будет настолько высока, что она будет восприниматься как нечто абсолютно непонятное. В случае если высота барьера равна нулю, то нужного эффекта также не получится, так как в этом случае будет отсутствовать элемент новизны, и выдвигаемая проблема для учащихся будет выступать, как хорошо знакомая и вызовет с их стороны лишь пассивность.

Таким образом, необходимо умело варьировать барьером или степенью несоответствия между имеющимися знаниями и теми знаниями, которые предстоит получить в результате решения учебной проблемы. Считаю это основополагающим постулатом.

Кроме начального этапа постановки учебной проблемы, т.е. создания проблемной ситуации, выделяются следующие этапы: анализ этой ситуации путем актуализации имеющихся знаний, выявление сути затруднения и формулировка учебной проблемы.

Решения учебной проблемы, как отмечается в литературе, осуществляется следующими методами: проблемным изложением материала, эвристической, поисковой беседой, исследованием.

Для того, чтобы заинтересовать учащихся можно пользоваться специальными приемами, направленными на возбуждение интереса, на создание нужного эмоционального настроя.

Средством эмоционального воздействия на чувства учащихся может быть включение в канву урока элементов занимательности, неожиданности, необычности.

Выбор конкретного приема, метода, содержания и степени сложности проблемы, определяется особенностями учащихся (контингента), с которыми имеешь дело, даже с характером группы, уровнем подготовки учащихся, характером самого преподавателя и имеющимися в его распоряжении средствами, ну и естественно опытом, мастерством. И можно добавить, чтобы творить урок преподаватель должен обладать даром импровизации, ибо учитель в отличие от актера играет на “сцене» всю жизнь одну роль и важно, чтобы она не наскучила «зрителям».

Перейдем к рассмотрению на конкретном материале небольшого опыта работы по активизации наших учащихся на уроках физики. Первая сложность, с которой сталкиваешься, особенно на первом курсе в следующем. В курсе физики первой ступени учащиеся получают первоначальные сведения из разделов элементарной физики в школе, в училище приступают к изучению курса физики второй ступени.

Встает вопрос: как выявить объем остаточных знаний по теме изученной в школе? Ведь как выше отмечалось, проблемное обучение предполагает наличие определенного уровня знаний у учащихся.

Получившие распространение проверочные работы на первом курсе, в той форме в какой они проводятся, нас не устраивали. Так как их результаты весьма обще и поверхностно говорили о том, что поступившие к нам учащиеся имеют очень низкий уровень знаний. Поэтому было решено перед прохождением той или иной темы выявлять остаточный уровень знаний по материалу значимому для изучения предстоящей темы, чтобы прощупать конкретно, что же известно учащимся именно по данной теме. Методом проб и ошибок было выявлено, что самым эффективным инструментом для решения данной задачи является предварительное тестирование. В нашем конкретном случае с помощью предварительного тестирования устанавливалась (восстанавливалась) обратная связь с прошлыми знаниями. Такое диагностирование давало возможность уже создавать проблемные ситуации посильной степени сложности.

Если материал урока благодатен для использования проблемного обучения, а опережающее тестирование показало, что уровень школьных знаний по этому разделу безнадежно низок, то нужно провести краткое повторение материала необходимого для решения предстоящей учебной проблемы.

Для создания проблемной ситуации можно успешно использовать демонстрационный эксперимент. Наблюдение новых неожиданных эффектов возбуждает познавательную активность учащихся. Например, предварительное тестирование показало, что при прохождении в школе явления электромагнитной индукции, они абсолютно не уяснили сути явления. Поэтому поступаю так. На демонстрационном столе уже подготовлены реквизиты – катушка с подключенным к ней гальванометром. Выхожу на «сцену» с экстрасенсно-факирно-магическим видом. Снимаю пиджак, начинаю делать руками пасы и манипуляции, получая из космоса «магическую энергию». Без единого слова с моей стороны в кабинете устанавливается невообразимая тишина. Закончив ритуал «подзарядки» своих ладоней, делаю ладонями, с подобающим данной ситуации лицом и взглядом, встречные движения над катушкой. Стрелка гальванометра начинает совершать колебательные движения около нулевой отметки.

«Детишки» в изумлении. Троекратно резюмирую – только знания могут дать такие способности, ибо знание – это сила! Предлагаю повторить «чудо» сотворенное только что мною. Выстраивается очередь. Копируют выражения моего лица, взгляд. движения рук. Настоящий ажиотаж, но ничего не получается. Просят повторить меня. Начинаю повторять – с каким сосредоточенным вниманием они следят за моими действиями. Для разнообразия я притопнул ногой. Слышу – он ногой нажимает выключатель. Желающих еще больше, все притопывают ногой, но безрезультатно. Воздев молитвенно руки, торжественно извлекаю из рукава магнит. После некоторого замешательства с разных сторон слышу – он это магнитом. И кто-то – нам в школе учительница показывала, она его туда «сувала». Я – ну показывала, так показывала. Беру магнит, показываю его, закрываю полой пиджака гальванометр. Внутрь катушки ставлю магнит, открываю гальванометр - стрелка на нуле. Закрываю гальванометр, вынимаю из катушки магнит. Открываю гальванометр – стрелка на нуле.

Просят не закрывать гальванометр. Пожалуйста, не буду закрывать. А-а-а! Его надо двигать. Правильно при движении магнита стрелка приходит в движение. Прошу забрать магнит и проверить мои рукава. Поднимаю катушку над головой и резко поворачиваю вокруг горизонтальной оси – стрелка гальванометра отклоняется. Далее путем оживленной эвристической беседы и дополнительных экспериментов приходим к выводу: меняющееся магнитное поле порождает в катушке ток. Далее по плану урока. В конце урока опять резюмирую – только знания могут дать такие способности, ибо знание – это сила! Уходя просят, чтобы я «почудил» также с другой группой. Подытоживая хочу сказать, «чуда» могло бы не получится без предварительного тестирования остаточных знаний.

Другие примеры. Тема урока: «Смачивание, капиллярные явления.» Урок может быть построен по-разному.

В начале, можно выяснить причину смачивания. Затем показать набор капилляров, но не наполненных жидкостью и обратить внимание на то, что трубки соединены между собой. Кто-то покажет свою осведомленность и скажет, что это сообщающиеся сосуды. Выясняем, чем интересны сообщающиеся сосуды: свободные поверхности покоящейся жидкости в сообщающихся сосудах любой формы находятся на одном уровне. И для демонстрации этого наливаем подкрашенной жидкости. Уровень жидкости во всех трубках окажется различным.

Наблюдается несоответствие прежним представлениям, учащиеся озадачены. Возникает психическое состояние интеллектуального затруднения, то есть. проблемная ситуация создана.

Начинается следующий этап – анализ этой ситуации. Для анализа необходимо актуализировать имеющиеся знания, что не является чисто репродуктивным актом памяти. Так как надо воспроизвести и отобрать необходимые для решения знания. Необходимые для решения этой проблемы знания должны быть заложены при изучении поверхностного натяжения, и кроме того проблемную ситуацию предваряло раскрытие причин смачивания тел. Остается пользуясь методом эвристической беседы решить возникшую проблему.

Другой вариант этого же урока. Выдвигается система проблем упорядоченная по степени сложности. Причем первой выдвигается проблема, которую учащиеся заведомо не смогут решить, затем более легкая и так далее. Сразу демонстрируется опыт с капиллярами – создается проблемная ситуация, не разрешимая на данном этапе.

Делаем другие демонстрации. Опускаем в сосуд с водой парафиновую свечу и какой-нибудь смачивающийся водой предмет. Учащиеся видят - на свече вода не удерживается, а на другом предмете остается. Здесь уместно задать вопрос: почему говорят «как с гуся вода» и «мокрый как курица»?. В ответ можно услышать стандартные объяснения. У гуся есть железа, которая вырабатывает жир, которым гусь смазывает свои перья, поэтому вода к ним не пристает, а у курицы оной нет. Свеча жирная и поэтому вода на ней тоже не держится. И так все дело в жире. Можно поддакнуть, привести пример жирной сковороды и водяных шариков на ней. Состояние психического напряжения снимается, учащиеся расслабляются.

Тут следует задать вопрос: найдутся ли среди вас такие, которые сочтут удобным ходить в засаленной, промасленной одежде? Учащиеся негодующе озадачены.

Берем два кусочка материи. Один смачиваемый водой, второй нет (какую-нибудь синтетику). Опускаем в воду. Первый становится мокрым, со второго «как с гуся вода». Мы носим изделия из этого материала и знаем, что жиром он не смазан. В чем же дело? Опять проблемная ситуация. С помощью эвристической беседы, актуализируя знания об основных положениях молекулярно-кинетической теории, решаем одну проблему, а затем с ее помощью другую.

В этом варианте урока использовались элементы занимательности

Проблемная ситуация на этом же уроке может быть создана с привлечением материала производственного характера Например так. Вы знаете, что при строительстве здания вначале закладывается фундамент, который зачем-то заливают смолой или прокладывают сверху толь. Не проще ли положить слой раствора? Да и крепче будет. Часто можно услышать ответ: чтобы вода не проходила. На это отвечаю, чтобы вода поднималась вверх, по крайней мере необходим насос закачивающий ее на верх. Где же этот насос? Создана проблемная ситуация с привлечением профессионально значимого материала.

Постановку учебной проблемы можно осуществить при решении задач. Тема: «Скорости молекул газа».

Разливаю в одном из углов кабинета пахучее вещество. Прошу учащихся засечь промежуток времени, через который почувствуется запах вещества в противоположном углу. Измеряем расстояние между углами. Определяем по формуле v = s/t скорость распространения молекул пахучего вещества. Время распространения несколько уменьшаем, учитывая несовершенство регистрирующего запах устройства.

Делаем переход к опыту Штерна. Используя плакат выясняем суть этого опыта и результат, который был им получен.

Тут выясняется, что скорости молекул по Штерну в сотни раз превосходят скорость вычисленную нами. Проблемная ситуация создана.

Разумное применение элементов проблемного обучения способствует развитию мыслительной деятельности наших учащихся, вовлекает их в учебный процесс, прививает интерес к предмету. Под разумность, прежде всего, понимается выявление начального (предпроблемного) уровня знаний с помощью предварительного тестирования и «проблема проблемного обучения» может быть решена.