нестандартные задачи как средство развития эвристического

НЕСТАНДАРТНЫЕ ЗАДАЧИ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ
ЭВРИСТИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ
О.А. Аксинина (г.Екатеринбург)
Концепция модернизации российского образования подчеркивает
необходимость
«ориентации
образования
не
только
на
усвоение
обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности,
его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная
школа должна формировать целостную систему универсальных знаний,
умений и навыков, а также самостоятельной деятельности и личной
ответственности
обучающихся»,
т.
е.
ключевые
компетентности,
определяющие современное качество образования.
В связи с этим в педагогической науке на первом плане стоит
формирование творческой личности, в особенности одного из главных
личностных компонентов – мышления, причем мышления продуктивного
(творческого, эвристического).
Отличие эвристического мышления от творческого в следующем: о
творческом мышлении упоминают там, где речь идет о продукте этого
мышления; там, где внимание акцентируется на организации самого процесса
получения этого продукта, на способах и приемах получения нового знания,
говорят об эвристическом мышлении.
Поскольку мышление главным образом является процессом решения
задач, вопросов, проблем, которые постоянно выдвигаются перед людьми
жизнью, то в качестве средства развития были выбраны нестандартные
физические задачи.
Для решения нестандартных задач понадобилось подобрать методы их
решения, и здесь очень кстати подошли эвристические методы и приемы, я
выбрала наиболее интересные для учащихся и эффективные при решении
ряда задач (метод вживания, исследования, придумывания, «мозговой
штурм», метод графов).
Приведу пример решения задачи, методом исследования.
Учащимся для начала предлагается памятка. В которой описано, как
применяется данный метод для конкретного типа задач.
Реализация метода: цель исследования; план работы; характеристики
об объекте; рисунки опыта; возникшие вопросы и проблемы; гипотеза;
результаты опыта; вывод.
Термин «гипотеза» может быть труден для понимания учащимися,
поэтому для усвоения этого понятия можно в памятку внести рис. 1. С ее
помощью они смогут самостоятельно формулировать гипотезу в зависимости
от условий задачи.
В ходе обработки результатов исследования необходимо формировать
умения представлять полученные количественные данные в разных формах
(диаграммы, таблицы, графики и т.д.).
Что
представляет
собой
гипотеза?
-совокупность догадок о способах достижения цели
-представление о том, что задачу нужно решать именно так
Когда
используется
гипотеза?
-необходимо дополнить недостающее логическое звено
-необходимо обобщить имеющуюся информацию
-необходимо выяснить причинно-следственные отношения в
системе задачи
Рис. 1
Задача: Определите КПД микроволновой печи. Рассчитайте количество
теплоты, полученное водой и работу электрического тока.
Объект исследования: микроволновая печь
Цель исследования: 1) Рассчитать количество теплоты за определенное
время.
1) За то же время определить работу электрического тока.
2) Определить КПД микроволновой печи.
План работы: 1) Определить мощность микроволновой печи по паспортным
данным.
2) Изучить правила ТБ при работе с печью.
3) Приготовить необходимые приборы для исследования: стакан с водой,
термометр для измерения температуры воды.
4) Сформулировать гипотезу.
5) Провести эксперимент.
6) Оформить результаты в таблицу.
7) Сделать выводы о подтверждении или об опровержении гипотезы.
Характеристика объекта: микроволновая печь – кухонный электроприбор,
использующий микроволновую радиацию для приготовления и разогревания
пищи.
Основные правила использования:
1) При работе микроволновки – отходить на расстояние не менее
1,5 м.
2) Нельзя включать печь при открытой дверке.
3) Микроволновка не должна работать впустую.
4) Не
использовать
посуду,
не
предназначенную
для
микроволновки: металлические предметы, плотно закрытые
емкости.
Возникшая проблема: нельзя довести воду до кипения в микроволновой
печи, т.е. наблюдается эффект задержки закипания воды.
Гипотеза: 1) Возможно ли проверить время закипания воды?
2) Может ли быть микроволновая печь идеальной машиной?
Поскольку невозможно довести воду до кипения, то нужно:
1) Выразить время через мощность и количество теплоты.
2) Проверить, что закипание все-таки возможно, надо следующим
образом: после истечения времени, которое рассчитывали по формуле,
достать стакан и взболтать воду. Если пойдут пузырьки, значит
закипание возможно.
Результаты опыта:
с,
m, кг
t1, 0С
t2, 0С
I, А
U, В
Р, Вт
0,1
20
100
10
220
850
Дж/кг*0С
4200
Вычисление:
P
Q

  
Q
 Q= cm(t2  t1 )
P
A  IUt  А=88 000



cm(t2  t1 )
   40 c
P
Дж
Q
*100 %    38%
A
Вывод: нами проведено аналогичное исследование на другой
мощности, равной 450 Вт, и получено, что КПД микроволновой печи
уменьшается. В соответствии с полученными результатами мы считаем ,что
микроволновая печь – это техническое устройство, имеющее невысокий
КПД, и поэтому она далеко неидеальная машина. Для приближения ее к
идеальной машине необходимо работать на ней на мощностях, сравнительно
больших, чем 850 Вт.
В процессе изучения данной темы мной были подобраны задачи (из
задачников; задачи составленные с использованием справочной, научной
литературы) для 8 класса по основным разделам: тепловые явления,
электрические явления, магнитные явления, с которыми можно ознакомится в
приложении 1.
Реализация на практике данной методической темы показала неплохие
результаты: учащимся помогают данные методы решать порой весьма
непростые задачи (при решении которых задействованы все операции,
характерные для эвристического мышления). Кроме того, исследовательский
метод, позволяет учащимся не боясь выполнять различные исследовательские
проекты.
Используемая литература
1. Красин, М.С. Решение сложных и нестандартных задач по физике. Эвристические
приемы поиска решений [Текст] : пособие / М.С. Красин. – М. : Илекса, 2009. – 360 с.
2. Кулюткин, Ю.Н. Эвристические методы в структуре решений [Текст] / Ю.Н. Кулюткин.
– М. : Педагогика, 1970. – 232 с.
3. Сборник нормативных документов. Физика [Текст] / сост. Э.Д. Днепров, А.Г. Аркадьев.
– М. : Дрофа, 2006. – 111 с.
4. Хуторской, А.В. Дидактическая эвристика: теория и технология креативного обучения
[Текст] / А.В. Хуторской. – М.: МГУ, 2003. – 416с.
Приложение 1
Раздел: Тепловые явления
1.Организуйте исследование с микроволновой печью. Постройте график
зависимости T(t) жидкостей (вода, масло) при разных мощностях. Сделайте
выводу по графику (исследовательская).
2.Представьте что вы все пчелы, с наступлением холода вы скучиваетесь на
сотах и образуете плотный шар. Объясните зачем вы это делаете. (вариант 2:
представьте себя на месте пчел, что нужно сделать вам с наступлением
холодов, чтобы защитить куколок, личинок?) (метод вживания).
Раздел: Электрические явления
1. Площадь поперечного сечения медной проволоки 0,2 мм2. Найдите
различные величины. (метод мозгового штурма)
2. Докажите, что параллельно соединенные проводники находятся под
одинаковым напряжением. (метод маленьких человечков)
3. Определите КПД микроволновой печи. Рассчитайте количество
теплоты,
полученное
водой
и
работу
электрического
тока.
(исследовательская)
4. Сила тока в спирали 0,6 А. Сопротивление спирали 60 Ом. Определите
изменение температуры воды массой 6 кг, если нагреватель работал 7
мин.(метод графов)
5. Какое наибольшее сопротивление можно получить, перемещая
ползунок реостата, полное сопротивление которого равно R, в схеме,
изображенной на рис. 1.(метод симметрии)
6. В реках Западной Африки водится маленькая рыбка-убанги из
семейства клюворылых. Ориентироваться в реке с помощью зрения
она не может, почему? Как тогда она ориентируется? Как можно
использовать эту рыбу в практических целях? (метод вживания)
7. Обследуйте экран работающего телевизора с помощью нарезанных
узких полос бумаги. Проведите вдоль экрана несколько раз внешней
стороной ладони. Объясните наблюдения и ощущения (метод
наблюдения).
Раздел: Магнитные явления
1. Магнитное поле играет важную роль в природе. На кого и как именно?
(метод мозгового штурма)
2. Каким образом определить без компаса, есть ли у незнакомой планеты
магнитное поле или нет? (метод мозгового штурма)
Раздел: Оптические явления
Где бы ни оказался человек в результате аварийной ситуации (на суше
или океане, в джунглях или в пустыне), решил ли остаться на месте или
отправится в путь, он в первую очередь должен сориентироваться,
определить свое место расположения. Как это сделать?
штурма).
(метод мозгового