Моделирование проблемных ситуаций на уроках электротехники

Тамбовское областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Многопрофильный колледж имени И.Т. Карасева»

Тема:

Автор: преподаватель электротехники НИКОЛАЕВ Сергей Алексеевич

Тамбов

2017 г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………….…..3

2. Методика моделирования проблемных ситуаций при обучении электротехники…………………..………………………………………….….4

3. Заключение…………………………………………………………..............14

4. Список использованной литературы………………………………….......15

1. Введение

Обновление всех сфер общественной жизни со всей определённостью выявило потребность изменения форм индивидуального обучения подрастающего поколения. Стало достаточно очевидным, что решение проблемы мотивации образовательной деятельности связано с модернизацией содержания образования.

Эффективность проблемного обучения доказана теоретиками и хорошо осознана практиками, но поговорим сегодня о проблемно-деятельностном обучении на уроках электротехники. 

В современных условиях вряд ли можно поднять ценность образования для студентов за счёт обогащения его содержания новыми сведениями, ибо мы живём уже в новой информационной среде.

Ценность образования для обучающихся повысится в том случае, если его содержательные результаты будут обеспечивать возможность решения значимых для них проблем.

Теория проблемно-деятельностного обучения реализует два основополагающих принципа обучения: принцип проблемности и принцип деятельности в обучении. Необходимым условием развития способностей к самостоятельному решению проблем в различных областях жизни является овладение способами решения проблем. Сущность проблемно-деятельностной теории обучения заключается в том, что в процессе учебных занятий создаются специальные условия, в которых обучающийся, опираясь на приобретенные знания, самостоятельно обнаруживает и осмысливает учебную проблему, мысленно и практически действует в целях поиска и обоснования наиболее оптимальных вариантов ее решения.

Поэтому можно утверждать, что ценность проблемно-деятельностного обучения будет возрастать для студентов в той мере, в какой они будут овладевать способами решения значимых для них проблем, и в том случае, если эти способы, во-первых, можно использовать «здесь и сейчас», и, во-вторых, если их можно использовать за рамками обязательной учебной деятельности. Такие условия обеспечиваются решением ситуационных задач.

В системе среднего профессионального образования значительное изменение произошло в главном звене – в содержании обучения. Вторжение технических средств обучения принесло экранное изображение и звукозапись, усилило образность восприятия и мышления, динамичность знаний, активность учения. Все это привело к изменениям в характере взаимодействия преподавателя и студента, – значительно повысило качество обучения и воспитания. Возникла теория проблемного, развивающего обучения к которому относится проблемно-деятельностное обучение.

1. Методика моделирования проблемных ситуаций при обучении электротехники

Одной из наиболее эффективных педагогических систем, реализующих идеи и принципы развивающего обучения, является проблемно-деятельностное обучение. Технология проблемного обучения позволяет сделать обучающегося активным участником учебного процесса.

Методом, представляющим собой основу технологии проблемного обучения, является деятельностный метод.

Метод обучения, при котором студент не получает знания в готовом виде, а добывает их сам в процессе собственной учебно-познавательной деятельности называется деятельностным методом.

По мнению немецкого педагога А. Дистервега ,  деятельностный метод обучения является универсальным. «Сообразно ему следовало бы поступать не только в начальных школах, но во всех школах, даже в высших учебных заведениях. Этот метод уместен везде, где знание должно быть еще приобретено, то есть для всякого учащегося». В современной литературе по теории и методике обучения проблемно-деятельностное обучение рассматривается как теоретическая основа технологий обучения.

Развитие обучающихся в процессе обучения – развитие их познавательных, творческих способностей, развитие мышления – одна из центральных задач учебно–воспитательного процесса.

Сколько существует человечество, столько существует проблемное обучение.

Традиционное обучение, как правило, обеспечивает обучающихся системой знаний и развивает память, но мало направлено на развитие мышления, навыков самостоятельной деятельности. Проблемное обучение устраняет эти недостатки, оно активизирует мыслительную деятельность обучающихся, формирует познавательный интерес.

Технология проблемного обучения не нова: она получила распространение в 20 - 30-х г. в советской и зарубежной школе. Проблемное обучение основывается на теоретических предположениях американского философа, психолога и педагога Дж. Дьюи (1859 - 1952), основавшего в 1894 г. в Чикаго опытную школу, в которой учебный план был заменён игровой и трудовой деятельностью. Занятия чтением, счётом, письмом проводились только в связи с потребностями - инстинктами, возникавшими у детей спонтанно, по мере их физиологического развития.

Толчок к развитию особого направления, изучающего проблемное обучение пришелся на 70-80-е годы конца 20 века, когда активно разрабатывались теоретические вопросы, и наметилось движение к технологии. Сущность проблемного обучения с позиций педагогики раскрывалась в работах В.Оконя, И.Я Лернера, М.И. Махмутов и др.

Исходя из этого, целью проблемного обучения является не просто усвоение обучающимися знаний, умений и навыков, но и развитие их интеллектуальных, познавательных и творческих способностей.

Схематически последовательность этапов проблемного обучения выглядит следующим образом (См. Схема 1).

Схема 1

Последовательность этапов проблемного обучения

Рассмотрим основные понятия концепции проблемного обучения электротехники.

Проблемная ситуация представляет собой затруднение, «препятствие», возникающее перед субъектом в процессе познания и провоцирующее его личностную заинтересованность в осознании ситуации и ее преодолении. Проблемная ситуация в учебном процессе должна обеспечивать активное проявление интереса студентов к изучаемому вопросу и включение их в познавательный поиск. Суть проблемного урока – творческое усвоение знаний. Преподаватель не должен давать информацию в готовом виде, а работать так, чтобы обучающиеся сами открывали новые знания.

Однако если у студента нет исходных знаний для поиска путей преодоления затруднения, то проблемная ситуация не принимается студентом к решению, не отражается на его мышлении. Обязательным условием включением познающего субъекта (студента) в процессе познания является нахождение проблемы в «зоне ближайшего развития».

Осознание и принятие ситуации приводят к перерастанию проблемной ситуации в проблему. Именно с этого момента начинается мыслительная деятельность студента, и, используя имеющиеся знания и умения, последний определяет для себя исходные параметры и искомые неизвестные, иначе говоря, превращает проблему в проблемную задачу.

Напомню основные этапы проблемного урока:

1. Первое звено творчества – постановка проблемы. Французский антрополог Клод Леви-Стросс сказал: «Ученый – это не тот, кто дает правильные ответы, а тот, кто ставит правильные вопросы». И действительно, самое первое творческое звено проблемного урока – постановка учебной проблемы. Хочу напомнить, что учебная проблема – это возникший или поставленный перед субъектом вопрос, ответ на который заранее неизвестен и подлежит творческому поиску, для осуществления которого у человека имеются некоторые исходные средства.

2.Второе творческое звено – поиск решения. Выдвигаются самые разные гипотезы, но только одна из них выдерживает строгую проверку и превращается в решение.

3.Третье звено творческого процесса – выражение решения. Как подметил академик А.М.Матюшкин, мысль рождается «голенькой» и понятной только одному исследователю. Только в «одетом» виде она может стать достоянием других людей. Поэтому новое знание выражается соответствующим научным (физическим)  языком в общественно принятой форме.

4.Четвертое звено творческого процесса – реализация продукта – представление продукта людям.

Для любого познающего субъекта, в том числе и для студента, к решению принимается только проблемная задача, которая через логическую цепочку (гипотеза – ее проверка, экспериментальная или теоретическая, в случае неудачи – новая гипотеза – новая проверка и т.д.) приводит к исходному результату.

В проблемной беседе обучающиеся совершают все основные познавательные действия, ведущие к решению проблемы, а мы лишь управляем этой познавательной деятельностью. При этом студент должен быть крайне заинтересован и понимать, что решение где-то рядом, надо только подумать.

Итак, начальным этапом проблемного обучения является проблемная ситуация, от успешности, организации которой зависит вовлечение студента в познавательный процесс, его настойчивая личностная заинтересованность в разрешении предложенной задачки.

Для создания проблемных ситуаций на уроках, по мнению многих методистов, могут быть использованы три типа противоречий (См. Схема 2).

Схема 2

Типы противоречий для создания проблемных ситуаций при обучении электротехники

Проблемное обучение, может быть организовано на уроках с помощью самых разных средств обучения: с помощью демонстрационного эксперимента или фронтального опыта, в процессе решения задачи или обсуждения какого-либо вопроса и пр. Проблемное обучение может быть включено в ткань любого урока, на любом его этапе – и при изучении нового материала, и при его закреплении, и в процессе актуализации имеющихся знаний и т.д.

Т
ак, например, перед изучением явления электромагнитной индукции напоминаю обучающимся условия существования тока в цепи – наличие источника! Демонстрирую опыт – движение магнита относительно катушки, замкнутой на гальванометр – создается проблемная ситуация: ток возникает в катушке без источника! 

Если заменить полюс магнита на противоположный, то стрелка отклонится в другую сторону. Обращаем внимание на то, что когда магнит остается неподвижным внутри катушки, ток не возникает. Чем быстрее происходит движение магнита относительно катушки — тем больше сила тока. Выясним, обязательно ли магнит должен двигаться?

Видоизменяем опыт. Проводник приводим в движение относительно неподвижного дугообразного магнита.

Наблюдаемое явление носит название Электромагнитной индукции, а возникающий в проводнике ток называют индукционным током («индукция» — наведение). В чем же суть наблюдаемого явления?

К этому явлению возвращаемся при изучении принципа работы однофазного, трехфазного генератора.

При изучении темы «Самоиндукция»: передвигая ползунок реостата в известном опыте с двумя лампами в параллельных ветвях, добиваемся, чтобы обе горели одинаковым накалом. После демонстрации возникает проблемная ситуация: если сопротивление параллельных ветвей одинаково и сила тока тоже одинакова, то почему при замыкании цепи лампа, включённая последовательно с катушкой, загорается позднее?

Обучающиеся не могут высказать правильной гипотезы, если им не подсказать: изменение силы тока в цепи реостата происходит быстрее, чем в цепи катушки индуктивности.

Роль и место эксперимента в преподавании электротехники исключительно велика. Эксперимент является источником знания. Эксперимент можно успешно использовать и для постановки учебной проблемы благодаря его особенности привлекать.

При изучении принципа работы трансформатора. Изучили его устройство, хорошо усвоили, что первичная обмотка присоединена к источнику переменного напряжения, а вторичная присоединена к нагрузке. И вдруг по ней протекает ток. Как это может быть ведь они не соединены?

После эксперимента, показанного при изучении темы «Работа, мощность и энергия электрического тока» возникнут проблемные вопросы:

В каком случае в лампе выделяется больше энергии?

В каком случае электрический ток совершает большую работу?

Урок на тему: «Закон Ома для участка и полной цепи».

Обучающиеся должны: обозначить тему урока; выдвинуть гипотезы и найти пути их решения. Моя цель подвести их к открытию нового знания с помощью подводящего или побуждающего диалога.

Напоминаю о том, когда большое потребление энергии дома, лампы горят тускло. Почему?

Имеем электрическую цепь, состоящую из источника тока, нагрузки (лампочки), амперметра, вольтметра, реостата. С помощью реостата плавно изменяем, напряжение между концами проводника. Обучающиеся удивленно обращают внимание на изменение показания амперметра. Почему изменяется показание амперметра? (Проблема)

Вероятно, существует какая-то зависимость между силой тока и напряжением (Выдвигается гипотеза).

С помощью данного опыта, мы исследуем зависимость силы тока от напряжения.

Ученые-методисты обращают внимание на то, что далеко не всегда, ни на любом материале, ни на любом уроке можно создать проблемную ситуацию и включить студентов в процесс активного, творческого мыслительного процесса. Подготовка урока, использующего проблемное обучение, это достаточно сложная методическая проблема.

Проблемный вопрос  отличается от информационного тем, что он ориентирован на противоречивую ситуацию и побуждает к поиску неизвестного, нового знания.

Значительное место в проблемном обучении занимает решение проблемных  задач и выполнение лабораторных работ. Они позволяют обучающемуся даже со слабыми вычислительными навыками не только почувствовать сложность физических явлений, но и понять их суть, побудить его к самостоятельному решению проблемы, ее осмыслению, попытаться поставить себя на место изобретателя, испытать удовлетворение  от интеллектуального труда.     

Например: определить сопротивление реостата, произведя необходимые  измерения и расчеты (количество витков, площадь поперечного сечения  провода, радиус керамического основания).

 

     

Решение таких задач опытным путем дает возможность студентам изученные закономерности применить к анализу реальных явлений.

      В задачах такого вида, обучающиеся решая проблему, сами выдвигают гипотезы, доказывают их и проверяют.

Выполняя задания лабораторных  работ, они самостоятельно решают задачи, поставленные преподавателем и не просто узнают объекты, понимая то, что наблюдают, а применяют свои познания в новой ситуации, а это - самый высокий уровень усвоения знаний.

Из проблемной ситуации надо еще достойно выйти. А для этого стоит проделать с группой определенную мыслительную работу, которая  заключается в осознании противоречия и формулировании проблемы. Здесь возможны варианты: надо провести диалог, побуждающий обучающихся к осознанию противоречия.

Схема 3

Способы создания проблемных ситуаций

Вот здесь надо учесть еще одну деталь, упустив которую, можно загубить все. После создания проблемной ситуации преподаватель, разворачивает побуждающий диалог. И когда обучающиеся предлагают свои версии учебной проблемы, может оказаться ситуация, что их мысль будет, не всегда безупречно, грамотно оформлена, или он может сказать что-то не относящееся к теме. Вот тут важно правильно реагировать на ошибки. Ведь стоит дать отрицательную оценку (не так, не правильно!) – и в другой раз обучающийся на диалог не пойдет. Поэтому лучше откликнуться таким образом – сделать кивок головой и сказать «так» - мысль обучающегося услышана и принята к сведению. Побуждаем других обучающихся к переформулированию учебной проблемы – «кто еще хочет сказать?», «кто думает иначе?», «кто может точнее выразить эту мысль?». И еще подготовимся к возможному сюрпризу, что несмотря на все педагогические усилия, проблемная ситуация так и не возникнет. Тогда подводим обучающихся прямо к теме с помощью подводящего диалога – системы посильных вопросов и заданий, которые шаг за шагом приводят обучающегося к осознанию темы урока.

Проблеме применения метода проблемного обучения на уроках посвящены исследования Р.И. Малафеева, который в своих работах раскрывает специфику использования проблемного обучения при различных видах учебной деятельности. (См. Таблицу 1)

Таблица 1

Применение проблемного метода обучения при различных видах

деятельности

Объяснение нового материала	При объяснении нового материала в основном используются две формы проблемного обучения: проблемное изложение и поисковую беседу. В первом случае проблему ставит и решает преподаватель. Он не просто излагает материал, а размышляет вслух над проблемой, рассматривает возможные подходы и пути ее решения. В этом случае обучающиеся учатся логике рассуждений, анализу, глубже усваивают материал. Но чаще на уроках электротехники при изложении нового материала используют другую форму проблемного обучения - поисковую беседу. Смысл ее – привлечь студентов к решению выдвигаемых на уроке проблем с помощью подготовленной заранее преподавателем системы вопросов.
Демонстрационный эксперимент	В демонстрационном эксперименте, большое внимание необходимо обратить на вовлечение обучающихся в активную работу, автором выделяется пять основных способов активизации учащихся. Каждый последующий способ обеспечивает более высокий уровень активизации. Демонстрационный эксперимент служит иллюстрацией к объяснению преподавателя. Преподаватель выполняет опыт, а обучающиеся либо делают выводы из него, либо объясняют полученные результаты. Студенты предсказывают результат опыта. Преподаватель ставит перед студентами какой-либо вопрос и предлагает им самостоятельно найти способ экспериментального решения (исследования) этого вопроса. Обучающимся дается домашнее задание на проектирование опыта.
Проблемный эксперимент	Проблемный эксперимент применяется при: изучении нового материала закреплении и повторении материала самостоятельном эксперименте Лабораторные работы Фронтальные опыты Физический практикум
Решение задач	Проблемность обучения при решении задач предполагает систематическое применение в процессе обучения творческих задач, задач-проблем. Но на уроке ввиду ограниченности времени редко возникает возможность предложить обучающимся достаточно сложные проблемные задания. Кроме того, не все виды таких заданий могут быть здесь использованы, например задания на конструирование и изготовление приборов, постановку опытов, требующих длительного наблюдения.
Выполнение домашнего задания	Домашние проблемные задания, открывают более широкие возможности, чем задания, выполняемые в классе. Поэтому в системе проблемного обучения проблемные домашние задания незаменимы. Опыт показывает, что здесь очень важно соблюдать меру, правильно дозировать задания.
Внеурочная работа	Умело организованная на основе проблемности внеурочная работа с заинтересованными студентам дает прекрасные результаты, дело в том, что внеурочное творчество обучающихся начинает быстро и положительно сказываться на всем учебном процессе.

Остался последний этап – этап воспроизведения полученных знаний. Он не является строго обязательным, тем не менее, весьма желателен, поскольку развивает активную речь, углубляет понимание нового материала.

            В процессе решения проблемных ситуаций, обучающиеся сами добывают недостающие для решения знания, при этом они проходят все этапы научного познания мира: от выдвижения гипотезы до ее проверки, постигают логику открытия.

1. Заключение

Я считаю, что при изучении учебной дисциплины «Электротехника» проблемное обучение просто необходимо, так как оно формирует гармонически развитую творческую личность способную логически мыслить, находить решения в различных проблемных ситуациях, способную систематизировать и накапливать знания, способную к высокому самоанализу, саморазвитию и само коррекции. При проблемном подходе к обучению  есть возможность уйти от механического запоминания. Когда перед обучающимися  ставится учебная проблема, создается тем или иным способом проблемная  ситуация, у них появляется интерес и включаются в процесс  решения проблемы - все это способствует лучшему усвоению материала, причем большая часть усваивается непроизвольно. Обучающийся учится мыслить научно.

В течение учебного года обучающиеся на уроках электротехники представляют мультимедийные презентации по выбранной теме. В своих работах тоже ставят проблемные вопросы и пытаются их решать.

Проблемное обучение не может выступать единственным средством активизации познавательной деятельности обучающихся, это требует много учебного времени, да и не всегда возможно. Главное, что обучающиеся должны быть подготовлены к самостоятельному решению проблем. Проблемное обучение на уроках электротехники способствует также повышению качества знаний, что является главной проблемой на современном этапе образования.

В настоящее время стержнем российского образования является развитие и саморазвитие личности. Доминирует мысль, что подлинный прогресс общества выражается не в определенной сумме экономических показателей, а в том, созданы ли условия, дающие человеку возможность наиболее полно раскрыть свои лучшие интеллектуальные и нравственные качества, свои творческие способности.

В данной работе был рассмотрен проблемно-деятельностный метод обучении на уроках электротехники, как один из наиболее эффективных, по моему мнению, в процессе обучения, рассмотрены варианты моделирования проблемных ситуаций в процессе обучения.

1. Список литературы

1. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности при обучении физики: пособие для учителей / Л.А. Иванова. – М.: Просвещение, 1983. – 160 с.

2. Малафеев Р.И. Проблемное обучение физике в средней школе: кн. для учителя / Р.И. Малофеев – 2-е изд., дораб. – М.: Просвещение, 1993. – 192с.

3. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе / М.И. Махмутов. – М.: Педагогика, – 1987. – 324 с.

4. Оконь В. Основы проблемного обучения / В. Оконь. – М.: Просвещение, 1968. – 208 с.

5. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению и специальности психология / С.Л. Рубинштейн. – СПб.: Питер, 2005. – 713 с.

6. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: учеб. пособие для студ. пед. вузов / С.Е.Каменецкий [и др.]. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 384 с.

7. Матюшкин А.М. «Проблемные ситуации в мышлении и обучении» М., «Педагогика», 1972 г.

8. Зверева Н.М.: «Активизация мышления учащихся на уроках физики». – Москва «Просвещение» 1980г.

9. Баксанский О.Е., Чистова М.В. Проблемное обучение: обоснование и реализация. Наука и школа.- 2000.- №1.

10. Дьюи Дж. Психология и педагогика мышления (Как мы мыслим): Пер. с англ. М., 1999.