�Описание опыта работы по теме:�«ФОРМИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ НА УРОКАХ»�
Выполнила:
Кривоухова Л. Н., учитель физики
МБОУ «Средняя школа № 103 г. Макеевка»
Формирование способности учащихся воспринимать и оперировать физическими понятиями является неотъемлемым компонентом современного образовательного стандарта для уроков физики. Полноценное освоение массива учебного материала невозможно без их эффективного усвоения, поэтому способы и методы освоения учениками физических понятий остаются важным объектом педагогического исследования.
Цель: обеспечение пошагового восприятия учащимися общих и частных физических понятий в соответствии с формированием у них естественнонаучной картины мира.
Задачи:
развить у детей навыки пошагового овладения разнообразными категориями физических понятий;
сформировать у учащихся навыки практического применения этих понятий в процессе изучения физики.
Понятие, как элемент мышления и элементарная форма существования мысли, отражает наиболее существенные свойства, связи и отношения предметов и явлений окружающей действительности. Самый распространённый способ выражения понятия – слово. �
Выделяют три уровня освоения понятий: описательный, объяснительный и уровень предписания.
Овладеть понятием на уровне описания – значит определить, что это такое, выделить общие и отличительные, существенные и несущественные признаки предмета или явления, по которым можно было бы его узнавать. Свойство является существенным, если без него система не может существовать.
К объяснению относятся связи, отношения меду частями объектов или явлений, законы, принципы, по которым эти связи (отношения) организуются.
На основе объяснения формулируются правила, алгоритмы взаимодействия с системой, или ее преобразования. Это уровень предписания. На каком уровне нужно организовывать работу зависит от целей освоения понятия в теме урока. Усвоение понятия на всех трех уровнях обеспечат системное усвоение изучаемого объекта или явления.
Условия, обеспечивающие освоение научного понятия
При организации работы над освоением понятия важно избежать два вида формализма, наиболее распространённых при организации работы над понятием: первое – это заучивание без достаточного понимания (как результат – учитель создает условия для того, чтобы учащиеся говорили и мыслили штампами), а второе - изучение понятия в отрыве от предмета. В этом случае ученик знает определения, правила и законы, но не может выйти за границы конкретного знания, увидеть многообразие связей этого понятия с другими для того, чтобы применить его в нестандартной ситуации. Обеспечение осознанного, научного, системного уровня освоения учащимися понятий возможно при соблюдении определенных условий.
Наиболее важным является владение учителем системой понятий, представленных в предметном курсе, и содержанием понятий, осваиваемых учащимися на уроке.
Другое условие заключается в понимании педагогом самой проблемы формирования понятий в процессе обучения. От этих знаний зависит логика целеполагания и правильность в подходе к отбору материалов, информации и средств формирования понятий, в соответствии с которыми надо вводить каждое новое понятие. Обучение понятиям должно осуществляться путём постановки задач, которые требуются для решения образования и использования этих понятий. От них зависит и мотивация его введения. Понятие образуется быстрее и правильнее, если учащийся осознаёт, для чего оно нужно, какие задачи позволяет решать, к каким областям действительности относится. Поэтому важно постоянно раскрывать необходимость введения нового понятия.
Процесс освоения понятий учащимися всегда должен носить продуктивный характер. Само по себе заучивание связанных между собой слов не приводит к осмыслению понятия. Требуется определённая мыслительная деятельность, для того, чтобы понятие могло возникнуть в сознании ученика.
Нужно, чтобы перед учеником возникла задача, которая не может быть решена без понимания сущности объекта или явления, содержащегося в задаче. Положительная мотивация в овладении понятием возникает всякий раз в процессе решения какой-нибудь задачи, содержащей трудность в её решении.
Следующим важным условием является организации деятельности учеников по освоению ими мыслительных операций: анализа, синтеза, обобщения. Овладение понятиями связано с активной мыслительной деятельностью учащихся, такими логическими приемами, как анализ (мысленное расчленение содержания понятия на составляющие его признаки и свойства); синтез (мысленное соединение в целое частей объекта или его признаков); сравнение (мысленное установление сходства и различия объектов по существенным и несущественным признакам); обобщение (мысленное объединение отдельных предметов в понятии). Нельзя высказать ни одной мысли, не оперируя понятиями. Чтобы освоить понятие, необходимо, как мы уже говорили ранее, освоить логику его формирования.
Исключительно важную роль в формировании понятий, в выделении их существенных признаков играет теоретический анализ фактов, сложившихся ранее у учащихся представлений, сравнение и сопоставление ранее усвоенных понятий. Прежде чем обучать понятиям, учащихся следует ознакомить со свойствами, отношениями и функциями объектов, на которые опираются изучаемые понятия.
Успех в освоении учениками понятий зависит от того, насколько сам учитель владеет понятием и насколько ясно представляет конечный результат овладения понятийным аппаратом предметного курса выпускниками школы, а также от направленности мышления школьников. Только желания, прилежания и знания зачастую недостаточно для образования у учащегося правильных понятий. Нужно, чтобы мышление их было направлено на соответствующие функции и свойства объекта.
Работа над понятием – это сложный вид теоретической деятельности. Поэтому при освоении сложных понятий, особенно на первых порах важную роль в формировании понятий играет коллективное взаимодействие в условиях проблемной ситуации, которая повышает эмоциональный настрой учащихся, их интерес к изучению нового, активизирует их мышление и, в конечном счёте, обеспечивает более высокий уровень усвоения понятия. Прежде чем организовывать работу по освоению понятия с учащимися, учителю необходимо проанализировать эти понятия самому. Процесс освоения содержания осуществляется в условиях передачи и при¬ема информации. И здесь очень важно, чтобы информация не просто передавалась, но была бы понятна каждому. Педагоги знают, как нелегко даётся учащимся усвоение терминов без осознания их смыслов. Успешно усваиваются смыслы, заложенные в информации, представляющей интерес для субъекта деятельности в данный момент. Остальная же часть информации или совсем не принимается, или становится сопутствующей (фоновой). Чтобы правильно принять информацию, необходимо переструктурировать ее форму, а для этого нужно «развернуть» форму, взять то, что ценно, и заложить в свою структуру.
Свойства, необходимые для реализации определённых функций, называют функциональными. Научные понятия выделяют и закрепляют функциональные свойства вещей и явлений. Образование новых понятий не обязательно связано с обнаружением новых вещей. Оно связано с выявлением свойств, существенных для выполнения теми же вещами какой-нибудь новой функции. Следовательно, новые понятия закрепляют обнаруженные функции вещей и явлений. Таким образом, научные понятия не просто «выводятся из опыта», а создаются в соответствии с поставленной задачей. При этом уже имеющиеся знания используются с новой точки зрения для выработки новых классификаций объектов, новых способов решения задач.
Карты понятий и их применение в обучении
Технология обучения, организующая самостоятельную познавательную деятельность с применением карты понятий (concept maps), разработана Д. Новаком на основе идеи Д. Озьюбела использования такого технологического средства познания мира, как «организатор понятий». Карты понятий – это графические схемы, содержащие ключевые понятия, соединенные стрелками, символизирующими связи этих понятий, с указанием вида каждой связи (следствие, род, вид, свойство, функция и т. д.). Наибольшую сложность для учащихся, как и в дереве понятия составляет определение видов связей между понятиями, объединяющих их в систему (карту понятий). Поиск связей между понятиями, позволяющих конструировать некоторое суждение о мире, Д. Новак и А. Канас считают основным элементом учебного процесса, который не только способствует организации знаний, но и активизирует креативные процессы (рис.).
Пример «скелетной» карты понятий
Исходная карта понятий составляется учителем. Учащиеся дополняют её из предлагаемого учителем списка, за счёт чего карта расширяется и обогащается. В более сложных заданиях исходный фрагмент карты понятий может вообще отсутствовать; учащимся предлагается лишь список понятий, из которых карта должна быть построена, и ключевой вопрос, для ответа на который строится карта понятий. Может отсутствовать и список понятий, а задание состоит только из одного ключевого вопроса.
Процесс построения карты понятий является бесконечным, на каждом новом этапе учебного процесса осуществляется более глубокое проникновение учащихся в систему взаимосвязей понятий. Поэтому целесообразно многократно обращаться к уже построенным картам понятий с целью их уточнения и расширения. Анализ повторных работ учащихся является хорошим средством диагностики, позволяющим обнаружить изменения в уровне освоения понятий учащимися, как в целом, так и отдельных его элементов.
Построение карт понятий - сложный вид теоретической деятельности, поэтому рационально организовывать его в коллективной деятельности малых групп. При этом изменяется функция учителя с распространителя информации на организатора деятельности. По мнению современных ученых-педагогов М.Е Бершадского. и Е.А.Бершадской, использование карт понятий позволяет изменить методы оценки результатов обучения, перейти от альтернативных тестов, измеряющих главным образом механическое воспроизведение информации, к тестам, диагностирующим понимание фундаментальных понятий и их использование в решении новых проблем, умения использовать интернет-ресурсы для конструирования новых понятий.
Психолого- педагогические основы процесса формирования понятий.
Одним из важнейших заданий учителя физики в учебной работе из физики является формирование физических понятий - неотъемлемой составляющей процесса формирования и развития абстрактного и логического мышления учеников. Уровень овладения учениками физическими понятиями является свидетельством их успехов в овладении знаниями и залог их последующего движения в освоении учебного материала.
Физическое понятие является отдельным видом более общего родового понятия, которое психологами называется вообще понятием.
Разные ученые по-разному дают определение понятиям. Но во всех определениях отображаются общие признаки этой психологической категории:
продукт умственной деятельности человека - мысль, в которой отображены общие, самые существенные и отличные от других специфические признаки предметов или явлений действительности.
Анализируя такое определение, нетрудно установить, что понятие является результатом познания человеком окружающей среды, их образование стимулируется стремлением поиска рационального выражения мыслей в доступной и обобщенной форме.
Понятия по содержанию и форме выражения не остаются постоянными, застывшими. Углубление в суть явлений или изучения свойств объектов приводит к уточнению характерных признаков, углубления их смысловой формы. Диалектический характер понятий проявляется в том, что процесс их уточнения часто ведет к отбрасыванию этих понятий, замены их более совершенными, научно более достоверными. Продуктивное в свое время понятие магнитного монополя было отброшено после детального исследования электромагнитного поля.
На основе новых понятий в науке появляются новые теории, которые объединяют в себе разные понятия за их общими признаками, подчинением, взаимосвязями. Типичным примером такой особенности понятий является создание квантовой теории на основе понятия кванта.
В дидактическом смысле понятие является промежуточной категорией познания мира. Общеприродная взаимосвязь явлений и объектов обусловливает также связь между понятиями. Постепенное изучение природы предусматривает и определенную постепенность формирования понятий. Как правило, раньше усвоенные понятия становятся базой для формирования новых понятий. Так, для формирования понятия напряжения необходимо владение понятиями электрического поля, электрического заряда, работы. Не может быть сформировано понятие ускорения без овладения учениками понятием скорости и тому подобное.
В усвоении понятий учениками случаются недостатки, причинами которых есть:
первичная генерализация - недостаточно полный анализ явлений, которые изучаются, и выделения признаков, не свойственных явлению или объекту;
внутренне понятийная генерализация - из всего комплекса признаков выделяются лишь отдельные, что приводит к установлению неправильных соотношений между отдельными признаками понятия;
межпонятийная генерализация - неоправданно широкое влияние одного понятия на другие.
Особенности формирования физических понятий
Процесс формирование физических понятий подчиняется общим закономерностям формирования каких-нибудь других понятий. Однако на этот процесс налагаются особенности физики как науки. Такими особенностями является широкая опора на чувственный аспект познания природы через наблюдение и эксперимент; использование таких категорий как физическая величина для количественного выражения признаков, объединенных одним понятиям; органическое сочетание эмпирического и теоретического методов познания.
Источниками формирования физических понятий у обучающихся есть:
жизненный опыт учеников; он характерный эмоциональностью образов, что способствует активизации учебного материала; часто дает обезображенные представления о явлениях и объектах природы, которые часто утруждают процесс формирования физических понятий;
учебный материал, который подает учитель на уроках физики; этот источник дает наилучший эффект в плане научной достоверности; результат формирования существенно зависит от мастерства учителя;
изучение других предметов - это источник относится к категории межпредметных связей и его эффективность может быть обеспечена лишь при выполнении дидактических требований относительно этих связей;
стихийное формирование; обеспечивает большую стойкость понятий; как правило создает ситуацию неправильного применения понятий, является причиной появления генерализаций.
При формировании физических понятий учитель должен выяснить и учесть уровень начальных знаний и понятий учеников и соответственно этому избрать стратегию работы с учениками.
Есть два способа формирования понятий:
традиционный - процесс познания проходит по схеме "от конкретного к абстрактному"; обобщение проводится на основе анализа похожих явлений, объектов, свойств;
за Давыдовым - сначала дается определение понятия, а затем - его отношение к явлениям и объектам природы.
На основе многолетнего опыта работы учителей и широких научных исследований сложилась определенная система работы из формирования физических понятий, которая дает наибольший дидактический эффект
Она имеет такие компоненты:
выделение существенных признаков на основе наблюдений, работы с
учебником; синтез существенных признаков в определении;
уточнение признаков на специальных упражнениях;
отделения данного понятия от подобных;
установления связей и отношений между данными понятиями и другими;
применение понятий при развязывании физических задач;
классификация и систематизация физических понятий.
Такая система сама по себе не дает надлежащего дидактического эффекта, если для ее реализации не созданы определенные условия:
организована активная умственная деятельность учеников;
целеустремленное решение основных дидактических задач;
обеспечено полное соответствие основным принципам дидактики;
предусмотрены условия разнообразия форм и методов учебной работы;
система должна быть единственной как при учебе в классе, так и при выполнении домашних заданий.
Недостатки в знаниях физических понятий в учеников
Нарушение методики формирования физических понятий приводит к появлению недостатков в знаниях учеников о физических понятиях:
ученики не могут раскрыть физическую суть понятия, не умеют описать свойства физических явлений и физических объектов, из которых выводится то или другое понятие;
в процессе воссоздания знаний ученики путают видовые признаки физических понятий, не различают понятие или неправильно их применяют (внутренняя энергия - кинетическая энергия);
ученики не могут установить связи и соотношения между понятиями;
отсутствуют навыки классификации понятий.
Уровни сформированности физических понятий
Любой вид учебной работы должен давать определенный дидактический эффект. О результативности работы учителя можно судить за критериями сформированности физических понятий. В современной дидактике физики различают четыре уровня сформированности физических понятий в учеников.
Первый уровень характеризуется диффузно-рассеянным представлением о предмете или явлении. Ученик хоть и отличает один предмет от другого, но не может назвать признаки, за которыми он это осуществляет.
Второй уровень характерный тем, что ученик, указывая признаки понятий, не отличает существенные от несущественных.
На третьем уровне ученик усвоил все существенные признаки, но они не систематизированы, касаются отдельных примеров.
Наивысший, четвертый уровень характеризуется тем, что понятие обобщено, усвоены существенные связи данного понятия с другими, ученик свободно оперирует понятиями.
Необходимо рассмотреть теоретические аспекты процесса формирования физических понятий на уроке физики и провести обзор литературы по данной тематике. Потом изучить сущностную сторона восприятия учеником базовых понятий физики, провести анализ включаемых в неё логических и абстрактных компонентов. Предложить потенциально эффективные методологические подходы для создания качественных условий изучения физических понятий и преодоления типичных проблем, их сопровождающих.
В ходе исследования было выявлено, что для успешного формирования физических понятий на уроке физики необходимо как соблюдение целого набора методических и дидактических правил, так и чёткое понимание каждого компонента и этапа данного процесса.
Если обучающийся с самого начала усвоит понятие, то изучение всего остального станет для него более легким и понятным. Усвоение устройства, принципов, законов функционирования, сущности методов существования системы, ее свойств – все это связано с усвоением системы понятий.
Все понятия, как и все предметы и явления окружающего мира связаны между собой.
При формировании физических понятий учитель должен выяснить и учесть уровень начальных знаний и понятий учеников и соответственно этому избрать стратегию работы с учениками.
Рассмотрим конкретный пример, учитывая, что понятия не даются как «готовое знание».
I. Методологический подход формирования физических понятий.
«Плотность»
Шаг 1.
Фронтальный лабораторный опыт.
Учащимся раздаются по два цилиндра одинакового объема, но разной массы.
Демонстрация.
Раздать по два кубика равной массы, но разного объема.
Вступительная беседа.
Методологический подход формирования физических понятий способствует;