Методика использования качественных задач при изучении физики в средней школе

В последнее десятилетие система школьного образования претерпела глубокие изменения. Повышение роли информации в жизни современного общества привело к возрастанию требований, предъявляемых к уровню образования выпускников средних школ.

В современном обществе хорошее образование заключается не только в том, чтобы выпускник хорошо усвоил систему понятий и умозаключений, но и чтобы он овладе

л методологией научного поиска, стал способным к творческой деятельности и ответственности за свою работу. Ученик должен уметь правильно ориентироваться в происходящем вокруг, принимать квалифицированные решения, а для этого он должен научиться анализировать весь комплекс факторов, влияющих на протекание процессов, выдвигать и доказывать гипотезы, осмысливать реальные и возможные результаты собственных действий. Одной из причин недостатков современного образования, является дефицит времени, который связан в первую очередь с перегруженностью содержания школьного курса физики. Физика занимает особое место среди школьных дисциплин. Как учебный предмет она направлена на формирование у учащихся научной картины мира. Физика формирует творческие способности учащихся, их мировоззрение и убеждения, способствует воспитанию высоконравственной личности. Эта основная цель обучения может быть достигнута только тогда, когда в процессе обучения будет сформирован интерес к знаниям. По всей видимости, стремление к расширению информационного пространства курса ведет к поверхностному, необдуманному заучиванию и, как результат, к снижению качества знаний. Это усугубляется еще и тем, что в большинстве современных учебниках физики до сих пор преобладает информационно-объяснительный подход, а изучаемый в школьном курсе физики материал слабо связан с повседневным опытом и интересами учащихся. Но противоположный процесс сокращения учебных программ, при поверхностном, исключительно качественном рассмотрении многих важных вопросов, также не допустим, особенно для лицеев и классов с углубленным изучением физики. Таким образом, информационно-насыщенный курс физики необходим, однако традиционные методы обучения зачастую приводят к формальному освоению курса и не позволяют реализовать весь потенциал физики как учебного предмета. Для решения данной проблемы необходимо широкое использование приемов учебной деятельности, усиливающих познавательную активность и способствующих развитию школьников при высоком уровне усвоения школьного курса физики. Одним из эффективных средств и методов является решение качественных задач. Главная особенность качественных задач состоит в том, что в них внимание акцентируется на качественной стороне физических явлений, свойств тел, вещества, процессов. Решение таких задач требует анализа физической сущности явления, построения гипотез и их обоснования, а соответственно способствует развитию логического и образного мышления. Решение задач неотъемлемая составная часть процесса обучения физике, поскольку она позволяет формировать и обогащать физические понятия, развивать физическое мышление учащегося и их навыки применения знаний на практике. К тому же правильное решение школьниками качественных задач указывает на осознанность их знаний и отсутствие формализма. Поэтому применение качественных задач позволит в значительной мере преодолеть многие негативные тенденции, имеющие место в процессе преподавания школьного курса физики, а также значительно уменьшить проблемы, возникающие при изучении углубленного курса физики, такие, как возрастание абстрактности научных понятий и рассуждений, повышение порога доступности, сильная формализация многих теорий с применением сложной математики, за которой порой теряется физический смысл.

Что такое физическая задача

С точки зрения психологии, задача – это проблема, которая заключается в несоответствии между требованиями задачи и знаниями субъекта, и для её решения субъект должен включить творческую мыслительную деятельность. В методике под физической задачей понимают проблему, решаемую с помощью логических умозаключений, математических действий, эксперимента на основе законов и методов физики. Каждая задача содержит информационную часть, условие и требование-вопрос. Информационная часть может быть достаточно богатой, поэтому само содержание задачи позволяет знакомить с историей, с достижениями техники, сообщать сведения из других наук. Решение задач относится к практическим методам обучения и как составная часть обучения физике выполняет те же функции, что и обучение физике: образовательную, воспитательную, развивающую, но, опираясь на активную мыслительную деятельность ученика. Образовательная функция задачи заключается в сообщении учащимся определённых знаний, выработке у учащихся практических умений и навыков, ознакомление их со специфическими физическими и общенаучными методами и принципами научного познания. Известные отечественные психологи П. И. Зинченко и А. А. Смирнов установили следующую закономерность (закономерность Смирнова-Зинченко): «Учащийся может запомнить материал непроизвольно, если выполняет над ним активную мыслительную деятельность, и она направлена на понимание этого материала». Решение задач, безусловно, требует активной мыслительной деятельности. Поэтому на материале задач учитель может сообщить учащимся новые знания, и даже материал, изучаемый теоретически, можно объяснить «на задаче». Согласно одной из аксиом методики, знания считаются усвоенными только тогда, когда ученик может применить их на практике. Решение задач – практическая деятельность. Значит, задача играет и роль критерия усвоения знаний. По умению решить задачу мы можем судить: понимает ли ученик данный закон, умеет ли он увидеть в рассматриваемом явлении проявление какого-либо физического закона. А научить этому можно – опять же – через решение задач. Практика показывает, что физический смысл различных определений, правил, законов становится действительно понятным учащимся лишь после неоднократного применения их к конкретным частным примерам-задачам. Решение задач выполняет ещё одну важную образовательную функцию – формирование и обогащение понятия физической величины – одного из основных понятий физики. Физические задачи играют также большую роль в реализации принципа политехнизма в процессе обучения. Многие из них показывают связь физики с жизнью, техникой, производством. Воспитательная функция задач заключается в формировании научного мировоззрения учащихся. Они позволяют проиллюстрировать многообразие явлений и объектов природы и способность человека познавать их.

Решение задач воспитывает и общечеловеческие качества. Д. Пойа пишет: «Обучение искусству решать задачи есть воспитание воли. Решая не слишком лёгкую для себя задачу, ученик учится быть настойчивым, когда нет успеха, учится ценить скромные достижения, терпеливо искать идею решения и сосредоточиваться на ней всем своим «я», когда эта идея возникает. Если учащемуся не представилось возможности ещё на школьной скамье испытать перемежающиеся эмоции, возникающие в борьбе за решение, в его математическом образовании оказывается роковой пробел». Эти слова в полной мере можно отнести и к физическим задачам. При решении задач у школьников воспитывается трудолюбие, пытливость ума, смекалка, самостоятельность в суждениях, интерес к учению, воля и характер, упорство в достижении поставленной цели. Развивающая функция задачи проявляется в том, что, решая задачу, ученик включает все мыслительные процессы: внимание, восприятие, память, воображение, мышление. При решении задач развивается логическое и творческое мышление. Однако необходимо помнить, что, если при изучении новой темы: