Методика решения познавательных задач
В каждом человеке заключается целый ряд способностей и наклонностей, которые стоит лишь пробудить и развить, чтобы они при приложении к делу произвели самые превосходные результаты. Лишь тогда человек становится настоящим человеком.
А.Бабель

Сегодня учитель на уроке не только может профессионально изложить новую тему, дать необходимые объяснения, выполнить практические задания, использовать мультимедийные средства обучения, ответить на вопросы ученика, но может добиться правильного и полного понимания изученного материала, удовлетворить потребности неуспевающих и успешных учеников, развить их творческие и интеллектуальные способности. В рамках урока, применяя активные формы работы, учитель создает условия для самообразования, систематического изучения нового материала. Положительное воспитательное воздействие при решении познавательных задач возникает при понимании, осмыслении ценностной ориентации, то есть при участии каждого ребенка в содержательной структуре урока. В результате активизации мыслительной деятельности, развивающей составляющей работы ученика на уроке можно получить высокие результаты учебной деятельности, хороший уровень образовательной подготовки и еще более высокий уровень воспитанности.
Изучение физики надо начинать с познания Природы. Именно раскрывая секреты живой и неживой природы, юный человек находит ответы на многие «почему?» и постигает практическую значимость предмета.
Очень важно, чтобы каждый ребенок включился в умственную и творческую деятельность. Однажды начал урок по теме «Плоское зеркало» с задачи:
Юный Пол Маккартни, решивший научиться играть на гитаре столкнулся при этом с затруднением, связанным с тем, что он был левшой. Он долго не мог придумать, как разрешить свою проблему, пока не догадался использовать некий предмет, который есть дома и у каждого из вас. Назовите этот предмет.
Большинство групп справилось с заданием за 2-3 минуты, безошибочно назвав предмет – зеркало, отражение в стекле. При этом в группах возникла активная мыслительная и эмоциональная деятельность. Школьники высказывали различные версии, доказывая и опровергая идеи. Решение познавательных задач представляет собой один из самых эффективных способов развития сознания и мышления детей.
При таком подходе важно грамотно организовать работу в группах.
1. Для работы в группах не требуется дополнительного материала, необходимых помещений, они могут проводиться в больших и маленьких классах.
2. Она не требует вспомогательного оборудования, но помогает учителю внедрять активные подходы в образовании, помогает детям вырабатывать критическое мышление, коммуникабельность и успешность.
3. При групповой работе школьники совершенствуют умения общаться и слушать, решать задачи, принимать решения и критически мыслить.
4. Для повышения эффективности работы групп необходимо правильно их организовать
Прежде всего, группы не должны быть большими. Для того чтобы каждый ученик мог принять участие в обсуждении, оптимальная численность в группе 3-4 ученика. Детей необходимо рассадить так, чтобы все они хорошо видели друг друга. В каждой группе должен быть лидер. Все группы должны быть равнозначными, в состав группы могут входить отличники, успешные ученики и ребята, которым учеба дается с трудом. На вопрос, как ученикам преуспеть, Аристотель ответил: «Догонять тех, кто впереди, и не ждать тех, кто сзади». При решении познавательных задач в группах возникает свободное общение, обсуждение, ученики высказывают свои взгляды, проверяют их правильность. После обсуждения принимаю абсолютно все ответы, правильные и неправильные. Главное для учителя - воспринимать ответы, как новые открытия, сделанные каждым ребенком. Как говорил Джозеф Томсон: «Открытия обязаны остроте и силе наблюдательности, интуиции, непоколебимому энтузиазму до окончательного разрешения всех противоречий, сопутствующих пионерской работе». Все ответы записываю на доске, а затем группы обсуждают вопрос повторно.
Обычно в конце урока по теме «Оптические явления», рассказываю: «В поэме «Искандер-нами» Низами описал удивительный случай: Александр Македонский, завоевав одну из восточных стран и в честь победы выстроил триумфальную арку, внутри которой по обе ее стороны два художника, соревнуясь в мастерстве, стали расписывать стены. Арка была разделена занавесом, и художники не могли видеть работы друг друга. И вот занавеса снята. На одной стороне арки все увидели кружевной узор, а на противной стене он был в точности повторен. Зрители были поражены. Предположите, как сотворили чудо художники?» Задача вызвала интерес, потому что в ней есть элементы занимательности и необычности. После ответа на нее: «По приказу полководца занавес вновь повесили, и тогда на одной стороне картина исчезла, а на другой продолжала сиять всеми красками. Военачальник разгадал тайну арки: один из художников так отшлифовал камень, что превратил его в зеркальную поверхность, отражающую картину второго художника», возникает новый вопрос: «Предположите, какую форму имела триумфальная арка?» Обычно, решение этой задачи остается домашним заданием, а новый урок начинается с дискуссии, которая обычно сопровождается показом форм арок и хода световых лучей.
Работу в группах необходимо организовать таким образом, чтобы не возникла ситуация, когда думают и говорят одни и те же. Часто даю задание, чтобы группа придумала количество версий по числу участников. Например: «У птиц, как в современных самолетах, имеется несколько систем для ориентации навигации в воздухе. Расскажите о них». Учитель наблюдает за работой групп, прислушивается к ответам, ищет положительное зерно. При этом часто менее успешные ученики могут давать уникальные версии, которые становятся победами, а ситуация способствует радости учения.
(Положение солнца на небе они сверяют со своими биологическими часами. Чтобы ориентироваться по поляризации света, достаточно небольшого голубого участка неба среди облаков. Ночью лучшие ориентиры – звезды: в Северном полушарии курс полета сверяется с Полярной звездой. Если небо полностью затянуто облаками, помогает внутренний компас. У птиц в голове и шее имеются специальные частицы, являющиеся крошечными магнитами, с помощью которых можно определять направление силовых линий магнитного поля Земли. Эти линии образуют угол с поверхностью планеты, зависящий от географической широты, и пернатые оценивают эту координату довольно точно.)
При решении познавательных задач необходимо, чтобы ребята использовали справочный материал. Так как время обсуждения ограничено, ребята довольно быстро начинают ориентироваться в справочных пособиях, учатся читать по диагонали. Особенности решения познавательных задач (памятка для ученика):
1. Внимательно послушайте условие задачи (учитель при необходимости может прочитать задачу 2-3 раза, либо поручить это сделать одному из участников группы).
2. Обратите внимание на ключевые слова, фразы.
3. Осмыслите условия.
4. Используйте для решения дополнительную литературу, справочники.
5. Проследите за логичностью ваших рассуждений и правильной интерпретацией вашего ответа.
6. Не отчаивайтесь, если вы не нашли правильного ответа.
Пока у детей есть интерес, надо этим пользоваться. Надуваю воздушный шар и начинаю повествование.
«Летом 1932 г. на плавающем в Арктике ледоколе «Таймыр» произошел следующий случай. С его борта периодически запускали наполненные водородом метеорологические шары–зонды, предназначенные для исследования направления и скорости ветра на различных высотах верхних слоев атмосферы. Однажды в ясную, не предвещающую ухудшения погоду один из аэрологов, держа в руках надутый, приготовленный к запуску шар–зонд, случайно прикоснулся к нему лицом …и тотчас вскрикнул от резкой боли в ушах. Присутствующие при этом сотрудники удивились, даже недоверчиво посмеялись. Однако повторить «эксперимент» никто не пожелал: слишком уж неправдоподобным показалось то, что упругий, податливый резиновый шар может причинить боль. Правда, о произошедшем все же сделали запись в вахтенном журнале. Ночью на «Тайфун» обрушился сильный шторм. Не так уж редко бывает, когда случай наталкивает на открытие.
А что открыли ученые?» Совсем немного времен уходит на рассказ, внезапное озарение и: «Вскоре было установлено, что перед приближением шторма оболочка шара–зонда начинает вибрировать с частотой 6-13 Гц. Она не издает слышимых звуков, но если попытаться прислонить к ней ухо, барабанная перепонка откликается сильной болью. Распространяясь со скоростью 1200 километров в час, эти инфразвуковые колебания несут информацию о приближающемся шторме. Оснащение кораблей и береговых служб устройством для улавливания инфракрасных колебаний позволило эффективно и заблаговременно предсказывать шторм». Возникает вопрос для обсуждения: полезен или нет инфразвук? Дети готовы обсуждать, высказываться, приводить примеры. Урок получился насыщенным, эмоциональным, ребята получили возможность говорить о практических вещах. Вот так каждый урок становится познавательным, информационно насыщенным, а самое главное интересным. Обучение школьника при решении познавательных задач побуждает к самостоятельному поиску ответа, к новым открытиям и создании ситуации успеха.
Физика прошла большой и сложный путь развития - от египетских пирамид и плавления бронзы до космических полетов и атомных электростанций. Без Архимеда и Аристотеля не было бы Ньютона и Коперника, без Ньютона и Коперника не было бы Эйнштейна и Хаббла. Очень важно на уроках физики и астрономии показывать связь между прошлым, настоящим и будущим, рассказывать об ученых, которые своим трудом, а иногда и своей жизнью создавали будущее, в котором мы сейчас живем.
Наиболее продуктивной и интересной формой знакомства с биографическими и научными достижениями ученых является поиск информации и решение задач, составленных на основе исторического материала, фрагментов из сочинений ученых, биографического материала.
История физики может развить свойственную юности пытливость ума, позволяет понимать суть науки, какие люди были основоположниками физической науки, понять, что есть добро и зло, в чем истинные ценности жизни, помогает сформировать в ученике лучшие человеческие качества.
Для разрядки класса на уроке по теме «Основы МКТ» рассказываю: «Если бы в результате какой-либо мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались уничтоженными и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?!. Какая фраза, по словам Р.Фейнмана, несла бы наибольшую информацию грядущему поколению?» Мгновение и дети от сложных, абстрактных вещей попадают в абсолютно другой мир, мир идей, мыслей, интеллектуальной зарядки. Закипела работа в группах. Версии, предположения и ответ…
Р.Фейнман писал: «Я считаю, что это атомная гипотеза… - все тела состоят из атомов – маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольших расстояниях, но отталкиваются, если одно из них приближать к другому».
После разрядки обстановка в классе меняется, урок заканчивается на позитивной ноте. Эмоции и обсуждения остаются за рамками кабинета физики и возможно у ребят возникнет желание написать послание о нашем мире будущим поколениям Творчество безгранично, как урок… «Творческая работа – это прекрасный, необычайно тяжелый и изумительно радостный труд», - писал Н.Островский.
Решение познавательных задач вносит в привычный ритм урока новизну, оригинальность, повышает мотивацию, формирует мировоззренческий интерес, что способствует самообразованию, способствует формированию целостной научной картины мира. Учитель в свою очередь получает значительные преимущества:
- может добиться от каждого ученика полного понимания изучаемого материала;
- может удовлетворить потребности успевающих и менее успешных учеников;
- информационная емкость и познавательный эффект способствует увеличению темпа выполняемых учебных умений и навыков;
- может добиться вовлечения каждого ученика в активную мыслительную, творческую работу;
- может воспитывать и развивать личность каждого ребенка.
Задача учителя на уроках физики всеми способами оживить его, наполнить практической значимостью и познавательным эффектом. Ученики Джозефа Томсона вспоминали, что их руководитель любил повторять слова Максвелла о том, что никогда не следует отговаривать человека поставить задуманный им эксперимент. Даже если он не найдет того, что ищет, он может открыть нечто иное и вынести для себя больше пользы, чем из тысячи дискуссий. Соглашаясь со словами великого учителя, хочется дополнить, что правильно организованная дискуссия на уроках физики поможет, повысить уровень знаний учащихся, эмоционально развить ребенка, оживить урок, наполнить его практической значимостью и познавательным эффектом. Глубоко убежден, что задача учителя физики состоит в том, чтобы научить ребенка видеть обычное в необычном и необычное в обычном.

А.И.Семке, учитель физики СОШ № 11 Ейского района
Краснодарского края