Рудович Р.В. Развитие творческих способностей

В ходе решения задач, взятых из окружающей нас повседневной жизни, учащиеся сталкиваются с проблемами, требующими применения уже имеющихся у них знаний, умений и навыков в новых условиях, когда на основе использования своего учебного и жизненного опыта они «открывают» неизвестные им законы и закономерности. Все это создает благоприятную атмосферу для развития заложенных природой творческих качеств учащихся, формирования устойчивого интереса к изучению предмета.

Одним из важнейших условий обеспечения глубоких и прочных знаний учащихся, выявления одаренных с точки зрения физики учеников, развития их таланта является решение физических задач. Решение задач – это одновременно и цель, и средство обучения физике.

Однако в большинстве случаев в задачах по физике, содержащихся в учебниках, сборниках задач, различных учебных пособиях, речь идет об упрощенных, идеализированных телах и системах. Увидеть связи между ситуацией, о которой говорится в задаче, и реальными явлениями в окружающей жизни довольно сложно. Все это негативно сказывается на отношении большинства учащихся к учебе, приводит к забыванию материала, постепенной потере интереса к изучению предмета [1].

В связи с этим особую важность представляют собой задачи, взятые из окружающей нас повседневной жизни. В ходе решения подобных задач учащиеся сталкиваются с проблемами, требующими применения уже имеющихся у них знаний, умений и навыков в новых условиях, когда на основе использования своего учебного и жизненного опыта они «открывают» неизвестные им законы и закономерности. Все это создает благоприятную атмосферу для развития заложенных природой творческих качеств учащихся, формирования устойчивого интереса к изучению предмета.

Крайне существенно использовать эвристические задания по физике, начиная с VII-IXклассов, так как именно на этой ступени обучения очень важно выявить способных к физике школьников, имеющих задатки творческого мышления.

Рассмотрим соответствующие примеры задач.

1. Пользуясь мерной лентой, определите скорость вытекания струи воды из медицинского шприца. Вычислите давление, производимое вами на поршень шприца. Проанализируйте результаты.

2. Определите работу, выполняемую вами при жиме рукой гантели или гири, массой 3—8 кг. Какая мощность развивается при этом?

Оборудование: линейка, секундомер.

3. Используя секундомер и штангенциркуль, определите скорость вытекания воды из отверстия в нижней части пластиковой бутылки. Сделайте выводы.

4. Пользуясь линейкой, определите смещение луча света при прохождении через стеклянную плоскопараллельную пластинку. Вычислите показатель преломления стекла. Сравните полученные результаты с табличными значениями.

Решение многих экспериментальных задач представляет собой для учащихся настоящее научное исследование, интегрирующее их знания и умения. Например:

5. Используя секундомер, линейку и весы, исследуйте движение конического маятника. Определите:

• период, частоту и угловую скорость движения маятника;

• угол отклонения маятника от вертикали;

• радиус окружности, описываемой маятником, и высоту подъема маятника из положения равновесия;

• линейную скорость вращения маятника и силу натяжения нити;

• общую энергию движущегося маятника.

6. Пользуясь динамометром, часами с секундной стрелкой и мерной лентой, вычислите:

• среднюю скорость движения игрушечного автомобиля;

• ускорение, с которым двигается автомобиль;

• начальную скорость движения;

• максимальную кинетическую .энергию автомобиля;

• работу сил трения на всем участке движения, коэффициент трения.

Особый интерес среди опытных задач занимают такие, для решения которых учащиеся должны совершить «научное открытие», например:

7. Имея в распоряжении секундомер, прочную не растяжимую нить и небольшой грузик, определите массу воздуха и количество молекул в вашем классе.

8. Используя стеклянную трубку длиной 0,5-1,0 м, запаянную с одного конца, сосуд с водой и линейку с миллиметровыми делениями, определите величину атмосферного давления. Сравнив полученное значение с показанием барометра, объясните результаты. Оцените погрешность вычислений.

9. Используя штангенциркуль, определите силу трения покоя, возникающую при вытекании воды из отверстия в нижней части пластиковой бутылки.

10. Используя запаянную с одного конца стеклянную трубку длиной примерно 0,5 м, сосуд с водой, линейку и термометр, определите плотность воздуха в вашем классе. Сравнив полученное значение с табличным, сделайте выводы.

Разработанные и применяемые автором экспериментальные задачи условно можно разделить по тематике, месту и времени решения, по циклам, например: задачи из цикла «Физика и спорт», «Физика на стадионе», «Физика в быту», «Физика в природе» и т.д.

Опыт работы в школе показывает, что практическое использование физических знаний, возможность их применения в повседневной деятельности является важным стимулом для усвоения учащимися даже трудного материала. В ходе решения экспериментальных задач у учащихся работает не только голова, но и руки, в классе царит созидательная эмоциональная атмосфера. У школьников расширяются познания об окружающем мире, закрепляется мотивация к учению, знания становятся востребованными. Учащиеся совершенно по-другому видят и понимают смысл физических понятий, законов и величин. Ценность предлагаемых задач состоит также и в том, что для их решения применяется оборудование, на приобретение которого не нужно тратить в буквальном смысле ни копейки, что весьма актуально на сегодняшний день.

Академик П.Л.Капица в свое время утверждал, что «...чем более простыми средствами они (учащиеся) будут ставить эксперимент, тем он ценнее», так как в ходе опытов... надо стремиться показать физическое явление так, чтобы оно не было оторвано от жизни. Это позволит сделать для ученика очевидной связь между теорией и практикой еще на школьной скамье и будет способствовать уничтожению самой большой болезни нашей учебы – ее абстрактности, когда знание существует само по себе, а жизнь идет сама по себе». Уверен, что предлагаемые задачи во многом соответствуют этому критерию.

П.Л.Капица говорил, что элемент творчества «... проявляется при любой деятельности, когда человек не имеет точной инструкции, но сам должен решать, как ему поступать» [2].

В этом плане новые методические возможности дают решения задач с незаконченными, или открытыми, условиями, соавторами которых являются сами учащиеся.

В отличие от стандартных, алгоритмизированных задач с заранее определенными условиями, однозначным ответом, задачи эвристического типа нестереотипны, не имеют однозначного решения: качество и уровень решения зависят от уровня подготовки учащегося, его способностей, развития кругозора.

Примером подобных задач могут служить следующие.

1. Какое количество молекул воды содержится в вашем теле?

2. Что быстрее: солнечный луч достигнет поверхности земли или Вы пробежите один круг по школьному стадиону?

3. Какое количество теплоты выделяется при замерзании озера Нарочь?

4. Определите расход электроэнергии на освещение вашей школы в течение учебного года. Сколько условного топлива потребуется для освещения всех школ нашей республики?

5. Какое минимальное время требуется для того, чтобы космический корабль достиг поверхности Венеры после своего старта с Земли?

6. Какое количество электроэнергии в течение года в среднем потребляет один житель Республики Беларусь? Сколько топлива необходимо для выработки этой электроэнергии?

7. Зная, что атмосфера Венеры состоит из углекислого газа, предложите способ оценки и оцените среднюю плотность и высоту атмосферы над поверхностью планеты.

8. Определите отношение времени подъема брошенного с земли вертикально вверх волейбольного мяча ко времени его падения.

9. Оцените минимальный расход топлива, необходимого для вывода с поверхности Земли на круговую орбиту ИСЗ.

Очевидно, что решение задач с незаконченными условиями представляет собой для учащихся настоящее научное исследование, раскрывающее возможности для самовыражения, творческого поиска, духовного роста.

Уровень решения задачи определяется уровнем подготовленности каждого ученика, но всякий раз решение подобных задач интегрирует знания, полученные из различных источников информации, развивает память, логическое и интуитивное мышление, расширяет кругозор школьников.

Для решения задач с незаконченными условиями учащиеся должны сами сформулировать ряд дополнительных вопросов и найти на них ответы. Например: к задаче № 4:

• Какова площадь озера Нарочь?

• Какая средняя толщина льда на озере во время зимы?

• Как толщина льда зависит от средней температуры во время зимы?

• Как изменяется температура воды при замерзании озера? и т.д.

Таким же образом учащиеся должны поступать в ходе решения аналогичных задач.

Задачи с открытыми условиями отличаются от традиционных широтой охвата материала как по изучаемому, так и по смежным предметам, служат важнейшей опорой проблемного метода обучения.

Многогранность решения конкретной задачи, основанная на индивидуальном уровне знаний и опыте обучаемого, обеспечивает состязательность обучения и взаимное обогащение обучаемых при анализе решений [3].

В ходе решения творческих задач положительно решается проблема педагогического общения, появляются новые варианты личностного подхода, устанавливается более тесное взаимопонимание между учителем и учеником, атмосфера сотрудничества, партнерства и взаимопомощи.

Применение в практике работы задач подобного типа способствует развитию творчества, формированию системы действенных знаний, обобщенных умений и навыков. В ходе решения задач с нестандартными условиями учащиеся приобретают навыки самостоятельного приобретения знаний, так необходимые в их дальнейшей жизни.

1. Шпилевский Э.М., Рудович Р.В. Цикл экспериментальных задач по механике // Сб. Преемственность в преподавании физики в системе беспрерывного образования: Тезисы докладов Республиканской научно-методической конференции, с. 44-45. – Минск, 1993.

2. Капица П.Л. Введение в методологию научного познания. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1972.

3. Шпилевский Э.М., Рудович Р.В. Методические возможности задач с незаконченными условиями // Сб. Научно-методические проблемы преподавания в вузе: Тезисы докладов научно-методической конференции БГУ (17-18 апреля 1991 г.), с. 29-30. – Минск, 1991.