Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач




Скачать 301.33 Kb.
НазваниеЭвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач
страница1/3
Дата публикации10.09.2014
Размер301.33 Kb.
ТипРешение
5-bal.ru > Физика > Решение
  1   2   3



Муниципальное общеобразовательное учреждение

Гимназия №7 г. Химки

Эвристический подход

как метод формирования умений

решения нестандартных физических задач

Автор: учитель физики

МОУ Гимназия №7 г. Химки

Березин Виктор Вениаминович

Химки - 2010 г.
Содержание
1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2. Классификация, виды и этапы решения задач по физике. . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3. Сущность эвристического подхода при решении задач по физике . . . . . . . . . 7

3.1. Понятие эвристики и эвристического обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.2. Характеристика эвристических методов. Педагогические приемы и

методы на основе эвристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1. Введение
Для чего решаются задачи, в частности, при изучении физики в школе? Успешное решение физических задач - залог успехов в понимании сути физических явлений, формировании творческих способностей учащихся, их умения в будущем преодолевать различные проблемы науки, техники и жизни в целом.

Решение физических задач играет большую роль в формировании навыков самостоятельной работы. Именно это умение наиболее полно характеризует уровень усвоения знаний, способность учащихся практически применять полученные знания.

Физическая задача - это ситуация, требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления. Решение задачи - это процесс, показывающий творческую деятельность человека, решающего данную задачу.

Способы решения традиционных задач хорошо известны: логический, математический, экспериментальный. Методика обучения этим способам опирается на алгоритмические или полуалгоритмические процедуры.

Тем не менее, при решении нестандартных, творческих задач эти методы порой не дают желаемого результата. Нестандартные задачи требуют и нестандартного мышления, их решение невозможно свести к алгоритму. Поэтому наряду с традиционными методами необходимо вооружить учащихся и эвристическими методами решения задач, которые основаны на неформальных знаниях, воображении, смекалке, а также умении применять весь наработанный арсенал теоретических и практических знаний по предметам естественнонаучного цикла.

Эти методы не просто интересны, они раскрывают творческий потенциал ученика, развивают образное мышление, обогащают духовную сферу. Они помогут учителю показать физику как предмет глубоко значимый для любого человека, общекультурный аспект физической науки, сформировать устойчивый интерес к ее изучению.
Целью данной проектной работы является систематизация различных эвристических методов решения задач и демонстрация их возможностей при решении нестандартных физических задач.

2. Классификация, виды и этапы решения задач по физике
В современной школе физические задачи являются мощным орудием изучения предмета. Изменение отношения к задачам по физике произошло, во-первых, потому, что под влиянием исследований по психологии изменился взгляд на процесс усвоения физических понятий а, во-вторых, в школе активно внедрялся принцип единства теории и практики, требующий большей конкретизации физических понятий и применения полученных знаний к решению практических задач.
Задача - ситуация, с которой приходится иметь дело в учебной и научной деятельности, когда необходимо определить неизвестное на основе знания его связей с известными величинами. Под физической задачей следует понимать ситуацию (совокупность определенных факторов), требующую от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления.

Основная цель, которую ставят при решении задач, заключается в том, чтобы учащиеся глубже поняли физические закономерности, научились разбираться в них и применять их на практике при анализе физических явлений.
Решение физических задач в процессе обучения физике:

1. Содействует более отчетливому формированию физических понятий, более разностороннему и глубокому пониманию, прочному освоению содержания обучения. Через соответствующий подбор материала физических задач можно знакомить учащихся с новым материалом, расширяя область их знаний, подготовить учащихся к усвоению дальнейших частей изучаемого курса. В этом состоит познавательное значение решения физических задач.

2. Создает и укрепляет навыки и умения в применении физических законов к объяснению явлений природы и к решению практических вопросов. Таким образом, реализуется единство теории и практики.

3. Помогает наполнить физические формулы конкретным содержанием, дать учащимся навык в выборе формул и в пользовании ими.

4. Закрепляет знание и применение наименований физических величин в различных системах, формирует навыки работы с таблицами постоянных величин;

5. Является одним из действенных способов развития межпредметных связей.

6. Позволяет осуществить повторение пройденного материала, организовать контроль знаний.
Задачи можно классифицировать по различным признакам:

- по содержанию: абстрактные и конкретные, с производственным и историческим содержанием, занимательные;

- по дидактическим целям: тренировочные, контрольные, творческие;

- по способу задания условия: текстовые, графические, задачи-рисунки, задачи-опыты;

- по степени трудности: простые, сложные, комбинированные;

- по характеру и методу исследования: количественные, качественные, экспериментальные.
Охарактеризуем некоторые виды задач по физике.

Качественные задачи - это задачи, для решения которых не требуется вычислений; использование таких задач способствует развитию речи учащихся, формированию у них умения ясно, логически точно излагать мысли, оживляет изложение материала, активизирует внимание учащихся.

Эвристический подход при решении качественных задач состоит в постановке и разрешении ряда взаимосвязанных целенаправленных качественных вопросов. Каждый из них имеет свое самостоятельное значение и одновременно является элементом решения всей задачи. Этот прием прививает навыки логического мышления, анализа физических явлений, составления плана решения задачи, учит связывать данные ее условия с содержанием известных физических законов, обобщать факты, делать выводы.

Следует различать три формы осуществления эвристического подхода при решении качественных задач в процессе обучения физике:

- форма наводящих вопросов предполагает постановку учителем ряда вопросов и ответы на них учащихся, это первая ступень обучения;

- вопросно-ответная форма предполагает постановку вопросов самим учащимся и ответы на них. Решение как правило, представляется в письменном виде;

- повествовательная (ответная) форма предполагает ответы учащихся на мысленно поставленные перед собой вопросы. Решение представляется в виде логически и физически связанных между собой предложений, образующих цельный рассказ.
Количественные (расчетные) задачи особенно необходимы при изучении тех тем программы, которые содержат количественные закономерности (законы динамики, законы постоянного тока и т.д.), так как без них учащиеся не смогут осознать достаточно глубоко физическое содержание этих законов.

Графические задачи позволяют наглядно наиболее ярко и доходчиво выражать функциональные зависимости между величинами, характеризующими процессы, протекающие в окружающей нас природе и технике (особенно при изучении различных видов движения в механике, газовых законов). В некоторых случаях только с помощью графиков могут быть представлены процессы, которые только на более поздних стадиях обучения физике можно выразить аналитически.

Экспериментальные задачи – это задачи, данные для решения которых получают из опыта при демонстрации или же при выполнении самостоятельного эксперимента. При решении этих задач учащиеся проявляют особую активность и самостоятельность. Преимущество экспериментальных задач перед текстовыми заключается в том, что первые не могут быть решены формально, без достаточного осмысления физического процесса.

Задачи с неполными данными чаще всего встречаются в жизни, когда недостающие сведения приходится добывать из таблиц, справочников, либо путем измерений. Решение задач этого типа способствует формированию навыков самостоятельной работы учащихся со справочной литературой.
При решении задач используют различные методы:

- аналитический, который заключается в расчленении сложной задачи на ряд простых (анализ), при этом решение начинается с отыскания закономерности, которая дает непосредственный ответ на вопрос задачи. Окончательная расчетная форма получается путем синтеза ряда частных закономерностей;

- синтетический, когда решение задачи начинается не с искомой величины, а с величин, которые могут быть найдены непосредственно из условия задачи. Решение развертывается постепенно, пока в последнюю формулу не войдет искомая величина. При таком подходе решение задачи опять же надо начинать с анализа явления.
Процедура решения задачи, как правило, включает в себя:

  • ознакомление с условием задачи;

  • составление плана решения задачи;

  • осуществление решения;

  • проверка правильности решения задачи.


Можно выделить следующие этапы формирования у учащихся умения решать задачи по физике:

- анализ условия задачи, краткая запись условия задачи, выполнение рисунков, чертежей.

- выявление структуры процесса решения задачи. Основное внимание следует уделить овладению учащимися общими операциями по решению физических задач:

  • выбор рациональных способов решения задачи;

  • выполнение приближенных вычислений;

  • выполнение действий с именованными величинами;

  • преобразования единиц величин;

  • применение различных способов проверки;

  • анализ результатов.

- усвоение общей структуры решения класса задач по конкретной теме, на применение конкретных физических законов. Усвоенные ранее операции выстраиваются в стройную систему, которую можно рассматривать как предписание алгоритмического типа для решения задач по определенным темам;

- предписание алгоритмического типа для решения задач определенного вида (качественные, количественные, экспериментальные и др.) по конкретным темам и на конкретные законы обобщаются в общие предписания алгоритмического типа для решения задач этого вида.
Этапы решению физических задач:
1. Изучить условия, сделать краткую запись данных при помощи принятых обозначений. Изучить условие - значит, постараться представить себе явление или процесс, который описан в содержании задачи.

2. Подробно всесторонне рассмотреть физические явления и процессы, о которых идет речь в задаче. Выявить и рассмотреть начальное и конечное состояние процесса и параметры, их характеризующие. Это поможет уточнить условие, поставить соответствующие индексы к буквенным обозначениям.

3. Найти (извлечь из памяти) ту закономерность - закон, формулу, правило - которая описывает данное явление или процесс.
4. Выполнить проверку, соответствует ли число полученных уравнений числу неизвестных; все ли величины, входящие в расчетную формулу, определены. Проверить соответствие размерности искомой величины по расчетной формуле.

5. Вычислить значение искомой величины, дать анализ полученного ответа.
Критериями сформированности умения решать физические задачи являются:

- знание основных операций, из которых складывается процесс решения задачи;

- усвоение структуры совокупности операций;

- применение усвоенного метода решения задач по одному разделу на решение задач по другим разделам и предметам.
Итак, физические задачи являются важной составной частью процесса обучения физике. Успех обучения решению задач в значительной мере зависит от того, пользуется ли учитель обобщенным методом решения задач, или каждая частная задача решается своим методом.

3. Сущность эвристического подхода при решении задач по физике

3.1 Понятие эвристики и эвристического обучения.
Эвристика (от греч. heurisko - нахожу) - методология научного исследования, а также методика обучения, основанная на открытии или догадке. Это совокупность логических приемов и методических правил теоретического исследования и отыскания истины, метод обучения и отыскания истины, метод обучения, способствующий развитию находчивости, активности. Основоположником эвристического метода является древнегреческий мыслитель Сократ.

Развитие эвристических подходов к обучению в России было связано с инновационными дидактическими системами. Эвристический аспект обучения более всего оказался присущ проблемному и развивающему обучению. На самом деле эвристическое обучение имеет свою специфику, которое отличает его как от проблемного, так и от развивающего обучения. Эвристическое обучение также тесно связано с личностно-ориентированным обучением.
Основными функциями эвристического обучения являются:

-самостоятельное усвоение знаний и способов действий;

-развитие творческого мышления, перенос знаний и умений в незнакомую ситуацию;

-видение новой проблемы в традиционной ситуации;

-видение новых признаков изучаемого объекта;

-преобразование известных способов деятельности и самостоятельное создание новых;

-обучение учащихся приемам активного познавательного общения;

-развитие мотивации учения, мотивации достижения.
Эвристическое обучение отличается от развивающего и проблемного качественно новой задачей: развитием не только ученика, но и траектории его образования, включая развитие целей, технологий, содержания образования.

Следует отметить, что эвристический поход используется не только в педагогике, но и в психологии, инженерии, физике, информатике, кибернетике, философии и других научных областях. Специалисты каждой из этих наук рассматривают эвристику со своих позиций, придают своеобразное толкование ее основным понятиям и положениям. Так, кибернетики считают, что эвристика - методы и способы, связанные с улучшением эффективности системы (человека или машины), решающей задачи. В последние годы к эвристике относят и те исследования представителей кибернетики, которые пытаются моделировать высшие проявления интеллекта. Психологи считают эвристику разделом психологии, изучающим творческое мышление. Педагоги считают эвристику наукой о средствах и методах решения задач. Философы термин "эвристический" приписывают таким правилам или утверждениям, которые способствуют открытию нового.

Принято считать, что основой эвристики является психология, особенно тот ее раздел, который получил название психологии творческого, или продуктивного, мышления. Например, использование эвристических методов технического творчества (прямая и обратная мозговая атака, метод эвристических приемов и метод морфологического анализа и синтеза) в компьютерной инженерии позволяют развить творческое воображение и способности учащихся сделать первые шаги к изобретательству - созданию новых технических решений. Эвристические приемы как готовые схемы действия составляют объект эвристической логики, а реальный процесс эвристической деятельности - объект психологии. Но если эвристические приемы могут быть представлены в виде определенной логической схемы, т. е. могут быть описаны математическим языком, то эвристическая деятельность на современном этапе развития науки не имеет своего математического выражения.

В эвристике как молодой, развивающейся науке не все понятия достаточно четко определены. Это, прежде всего, относится к понятию "эвристический метод". Чтобы раскрыть существо этого понятия, необходимо иметь в виду, что сам термин "эвристический" применим к явлениям двоякого рода. Во-первых, можно рассмотреть как эвристическую деятельность человека, которая приводит к решению сложной, нестандартной задачи, во-вторых, эвристическими можно считать и специфические приемы, которые человек сформировал у себя в ходе решения одних задач и более или менее сознательно переносит на решение других задач. Эвристическое мышление характеризуется высокой степенью новизны получаемого на его основе продукта, его оригинальностью. Это мышление появляется тогда, когда человек, попытавшись решить задачу на основе ее формально-логического анализа с прямым использованием ему известных способов, убеждается в бесплодности таких попыток и у него возникает потребность в новых знаниях, которые позволяют решить проблему: эта потребность и обеспечивает высокую активность решающего проблему субъекта.

Эвристическая деятельность или эвристические процессы, хотя и включают в себя умственные операции в качестве важного своего компонента, вместе с тем обладают некоторой спецификой. Именно поэтому эвристическую деятельность следует рассматривать как такую разновидность человеческого мышления, которая создает новую систему действий или открывает неизвестные ранее закономерности окружающих человека объектов (или объектов изучаемой науки).

Считается, что сложность учительского труда в том, чтобы найти путь к каждому ученику, создать условия для развития способностей заложенных в каждом. А это наиболее возможно тогда, когда при обучении используется эвристический метод.

Долгое время основное внимание учителей было приковано к первой функции методов - усвоению знаний. Вторая же их функция - развитие познавательных способностей - оставалась в тени. В результате в школах сложился определенный тип учебного процесса, характеризующийся стремлением учителя преподнести все знания в готовом виде. Такая методика обучения приводит к тому, что познавательная деятельность учащихся приобретает односторонний воспроизводящий характер: главные усилия учащихся направлены на восприятие готовых знаний, их запоминание и последующее воспроизведение.

Творческую ориентацию реализуют меньшинство образовательных учреждений России, хотя «продвинутые» учителя все же пытаются работать по эвристическим технологиям и методикам, но уровень творчества, конечно, еще невысок. Причиной этого является гонка за требованиями, которые диктуют ЕГЭ и вузы. В результате более необходимым для учителей является «натаскивание» учеников под определённые, отнюдь не творческие требования. В результате - отчуждение образования от того, на что действительно способен ученик, которому приходится искать лазейки, чтобы "найти и сдать" контрольные нормативы, вместо того, чтобы уделить внимание тому, к чему у него действительно есть способности.
Эвристический метод обучения позволяет педагогу предоставить учащимся больше самостоятельности и творческого поиска. Проблема в том, что при разработке методики формирования творческих способностей посредством эвристического метода учитель должен учитывать:

- общий уровень развития учащихся;

- возрастные особенности формирования творческой сферы;

- личностные особенности учащихся;

- специфические черты и особенности учебного предмета.
Принципы педагогической деятельности:

- креативность обучения (реализация творческих возможностей учителя и учащихся);

- опора на субъективный опыт учащихся;

- актуализация результатов обучения (применение на практике приобретенных знаний, умений и навыков);

- индивидуализация и дифференциация обучения;

- системность обучения;

- творческое взаимодействие учащихся и учителя в процессе обучения.
Таким образом, основными задачами учителя физики будут выступать:

- постоянное пополнение запаса знаний учащихся по математике;

- развитие общеучебных умений и навыков;

- развитие творческого мышления;

- развитие творческой самостоятельности учеников;

- воспитание в процессе обучения в целом творческой личности.
Развитие творческого мышления у учащихся в процессе изучения ими физики является одной из актуальных задач, стоящих перед преподавателями физики в современной школе. Основным средством такого воспитания и развития математических способностей учащихся являются задачи.

При обучении физике на решение задач отводится значительная часть учебного времени. Отсюда напрашивается вывод, что учебное время, отводимое на решение задач в школе, используется неэффективно, а это отрицательно сказывается на качестве обучения физике в целом.

Каждая предлагаемая для решения учащимся задача может служить многим конкретным целям обучения. И все же главная цель задач - развить творческое мышление учащихся, заинтересовать их физикой, привести к «открытию» физических фактов. Достичь этой цели с помощью одних стандартных задач невозможно, хотя стандартные задачи, безусловно, полезны и необходимы, если они даны вовремя и в нужном количестве. Мы считаем, что следует избегать большого числа стандартных задач, как на уроке, так и во внеурочной работе, так как в этом случае сильные ученики могут потерять интерес к физике. Ознакомление учащихся лишь со специальными способами решения отдельных типов задач создают, на наш взгляд, реальную опасность того, что учащиеся ограничатся усвоением одних шаблонных приемов и не приобретут умения самостоятельно решать незнакомые задачи.

В системе задач школьного курса физики, безусловно, необходимы задачи, направленные на отработку того или иного физического навыка, задачи иллюстративного характера, тренировочные упражнения, выполняемые по образцу. Но не менее необходимы задачи, направленные на воспитание у учащихся устойчивого интереса к изучению физики, творческого отношения к учебной деятельности. Необходимы специальные упражнения для обучения школьников способам самостоятельной деятельности, общим приемам решения задач, для овладения ими методами научного познания реальной действительности и приемам продуктивной умственной деятельности, которыми пользуются ученые-физики, решая ту или иную задачу.

Осуществляя целенаправленное обучение школьников решению задач, с помощью специально подобранных упражнений, можно учить их наблюдать, пользоваться аналогией, индукцией, сравнениями, и делать соответствующие выводы. Необходимо, как мы считаем, прививать учащимся прочные навыки творческого мышления.

В школьных учебниках физики мало задач, с помощью которых можно показать учащимся роль наблюдения, аналогии, индукции, эксперимента. Эвристическая задача - лучший способ мгновенно пробудить внимание и учебный интерес, приблизить возможность открытия. Эвристические задачи могут быть предложены как для классной, так и для домашней работы, причем ученик должен иметь право выбора любого варианта задания.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconМетоды решения физических задач
Учебно-методическое пособие предназначено для учителей физики, работающих в старших классах средних общеобразовательных учреждениях...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconРабочая программа факультативного курса «Физика в задачах и тестах»
Целью факультатива является развитие интереса к физике, к решению физических задач; совершенствование полученных в основном курсе...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconУважаемые учащиеся и их родители!
Для облегчения подготовки к проверочной работе по теме «Средняя скорость движения» (проверочная работа №4) предлагаем Вашему вниманию...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconРабочая программа Элективного курса «Методы решения физических задач»
«Программы элективных курсов. Физика. 9-11 классы. Профильное обучение», составитель: В. А. Коровин, «Дрофа», 2007 г. И авторской...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconЭлективный курс по физике для 8-го класса по теме "Решение физических задач"
Решение физических задач – один из основных методов обучения физике. С помощью решения задач сообщаются знания о конкретных объектах...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconМетод динамической системы задач и его применение на уроках решения задач
Умение решать задачи является одним из основных показателей уровня, которого можно достичь, изучая физику. Поэтому обучению решения...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconОсновы кейс-метода когда возник кейс-метод и как развивался
Как специфический метод обучения, применяется для решения свойственных ему образовательных задач. Основными проблемами кейс-метода...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconМетод проекта как одна из форм развивающего обучения Файзуллина Регина Ринатовна
Актуальность метода проектов обусловлена тем, что в силу своей дидактической сущности он позволяет решать задачи развития творческих...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconДополнительная образовательная программа Кружок в 9 классе «Решение...
Она создает условия для формирования и развития у учащихся интеллектуальных и практических умений в области физики,позволяет выработать...

Эвристический подход как метод формирования умений решения нестандартных физических задач iconЭлективный курс по теме: Способы решения физических задач Чечёткина Т. Г
Образовательное, политехническое и воспитательное значение задач в курсе физики средней школы трудно переоценить. Без их решения...


Учебный материал


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
5-bal.ru