РАЗВИТИЕ  МЫШЛЕНИЯ  УЧАЩИХСЯ  В  ПРОЦЕССЕ  РЕШЕНИЯ  ФИЗИЧЕСКИХ  ЗАДАЧ:  МЕТОДИЧЕСКИЙ  АСПЕКТ

Дегтярев  Сергей  Николаевич

канд.  пед.  наук,  доцент  ТюмГУ,  г.  Тюмень

E-mail: 

Неоспоримым  является  факт,  что  решение  задач  в  процессе  изучения  школьных  предметов  играет  важнейшую  роль  в  развитии  мышления  учащихся.  Методическому  аспекту  формирования  умений  решения  задач,  развитию  логического,  предметно-специфического  мышления  учащихся  всегда  уделялось  серьезное  внимание  в  научных  педагогических  исследованиях  (по  физике,  прежде  всего,  следует  отметить  работы  А.В.  Усовой,  Н.Н.  Тулькибаевой,  А.А.  Боброва,  Б.Ф.  Абросимова,  В.К.  Кобушкина,  С.Е.  Коменецкой,  В.П.  Орехова,  О.Ф.  Кабардина,  В.А.  Орлова,  И.Л.  Касаткиной,  Г.А.  Дзида,  Ю.А.  Саурова  и  др.).

Разработаны  стратегии  поиска  решения  задач  по  физике:  стратегия  опознания,  стратегия  стандартных  ситуаций,  поиск  решения  с  использованием  подсознания  (Б.Ф.  Абросимов).  Предложена  структура  учебной  деятельности  по  решению  физических  задач  (Н.Н.  Тулькибаева,  А.В.  Усова).  Показаны  закономерности  в  формировании  умений  решать  физические  задачи  (Г.А.  Дзида).  Разработаны  общие  подходы  к  решению  физических  задач  с  опорой  на  то,  что  все  физические  явления  описываются  небольшим  количеством  уравнений  (В.К.  Кобушкин).      В  методическом  арсенале  физики  можно  найти  самые  разные  алгоритмы,  схемы,  инструкции,  которые  отрабатывают  с  учащимися  с  целью  эффективного  решения  ими  учебных  задач.

Несмотря  на  определенные  (можно  сказать,  и  весьма  значимые)  успехи  в  развитии  методики  физики,  в  частности  методики  формирования  умений  решения  физических  задач,  проблема  формирования  мышления  учащихся  (особенно  творческого,  креативного),  умений  решать  задачи  (особенно  сложные  задачи,  нестандартные,  олимпиадные)  по-прежнему  является  актуальной.  Значимость  ее  повышается  с  усилением  роли  физической  науки  в  инновационном  развитии  России,  которое  невозможно  без  поиска  новых  технологий,  новых  решений  и  подходов. 

Рассматриваемая  проблема  четко  проявилась  с  введением  единого  государственного  экзамена  (ЕГЭ)  по  физике,  который  необходимо  сдавать  выпускникам  общеобразовательных  школ  для  поступления  в  технические  вузы  и  на  физические  факультеты  университетов.  В  ходе  нашего  исследования,  проведенного  по  итогам  ЕГЭ  в  профильных  классах  г.Тюмени  мы  обнаружили,  что  при  относительно  неплохом  общем  результате  по  физике,  который  показали  выпускники  профильных  классов  (57,5  баллов,  что  на  9,1%  больше  среднегородского  показателя  по  физике)  коэффициент  отношения  объема  выполнения  заданий  блока  «С»  (наиболее  сложная  часть  ЕГЭ,  задачи  повышенной  сложности,  требующие  понимания  физической  ситуации  и  умений  применять  знания  в  нестандартной,  нетиповой  ситуации)  к  объему  выполнения  заданий  блока  «А»  (задачи,  требующие  стандартных  алгоритмических  действий,  задания  репродуктивного  характера)  оказался  достаточно  низким:  С/А  =  0,26  (выборка  54  человека,  2010  год).  Заметим,  что  в  непрофильных  классах,  в  которых  выпускники  также  сдавали  физику,  данный  коэффициент  еще  ниже:  С/А  =  0,14  (выборка  65  человек,  2010  год).  Вывод  очевиден:  алгоритмы,  схемы,  предписания,  которым  обучают  учащихся,  далеко  не  всегда  дают  положительный  результат  при  их  использовании  в  решении  задач,  прежде  всего,  задач  повышенной  сложности.  Реальность  такова,  что  если  даже  учащийся  и  будет  знать  и  понимать  определенный  алгоритм  (или  алгоритмы)  действий,  он  не  всегда  сможет  решить  задачу.  Становится  очевидным,  что  необходимо  переосмыслить  предлагаемые  учащимся  алгоритмы  и  методы  решения  задач,  уточнить  их  с  учетом  тех  трудностей,  которые  испытывает  учащийся  при  решении  задач,  особенно  повышенной  сложности.

Прежде  всего,  необходимо  с  большой  осторожностью  относиться  к  тем  рекомендациям,  которые  дают  упрощенный,  научно  не  обоснованный  подход  к  решению  задач.  В  качестве  примера  приведем  рекомендации  по  решению  задач,  данные  на  одном  из  популярных  сайтов  по  подготовке  к  экзаменам  по  физике  «bezdvoek.ru».  «Формулы  для  решения  задач,  как  и  глоток  чистого  воздуха  для  легких!  Не  зная  предмета,  но  зная  формулы,  можно  отправить  в  нокаут  почти  любую  задачу.  Главной  формулой  решения  задач  по  физике  является  следующая:  решение  задач  по  физике  =  знание  формул  +  правильный  рисунок  задачи»  (www.bezdvoek.ru/reshenie-zadach-po-fizike/).  По  такой  схеме  можно  только  «натаскать»  ученика  на  решение  типовых  учебных  задач.  К  сложным  задачам,  в  которых  требуется  понимание  физических  процессов,  моделирование  ситуации  (и  физическое,  и  математическое),  данная  схема  не  применима.  Хотя  отметим,  что  знание  формул  и  умение  выполнять  рисунок  являются  необходимыми  компонентами  в  системе  умений  решения  задач  (и  учебных,  и  реальных). 

Среди  предписаний  и  алгоритмов  по  решению  задач  можно  выделить  методические  разработки  Б.Ф.  Абросимова,  которые  в  той  или  иной  степени  повторяют  аналогичные  разработки  многих  авторов.  Рассмотрим  один  из  блоков  предписания  к  поиску  решений  задач,  а  именно:  анализ  условия  задачи  и  построение  модели  ситуации.

«…необходимо  выяснить:

1)что  известно,  и  что  требуется  найти;

2)какие  ситуации,  подзадачи  предлагаются  в  задаче  и  какие  из  них  можно  использовать  для  определения  искомого  параметра?  При  отсутствии  успеха,  нельзя  ли  исходную  задачу  заменить  эквивалентной  задачей;  …»  [1,  с.34].

Обратим  внимание  на  то,  что  такой  важный  прием,  как  «замена  задачи  эквивалентной»,  который  в  определенной  степени  можно  рассматривать  творческим,  рекомендуется  выполнять  при  отсутствии  успеха  в  решении  задачи.  Но  как  показывает  практика,  что  попытка  применения  этого  приема  чаще  всего  не  спасает  ученика  от  неуспеха  в  решении  задачи.  Дело  в  том,  что  данному  приему  учащихся  нужно  обучать.  Он  должен  быть  специальным  предметом  усвоения.  И  обращаться  к  нему  нужно  не  эпизодически  (когда  задача  не  получается),  а  в  системе,  которая  предполагает  формирование  творческих  умений,  развитие  творческих,  креативных  качеств  мышления.  А  для  этого  учитель  должен  подбирать  задачи,  логическая  взаимосвязь  между  которыми  позволяет  непрерывно  формировать  данное  умение  (прием).  Тогда  и  в  случае  сложной  задачи,  обращение  учащихся  к  данному  приему  может  принести  успех.  Поэтому  в  решении  учебных  задач  различного  уровня  сложности  требование  формулирования  эквивалентной  задачи,  должно  быть  системным. 

Структура  учебной  деятельности  по  решению  задач,  предложенная  Н.Н.  Тулькибаевой  и  А.В.  Усовой,  нашла  очень  широкое  применение  в  практике  учителей  физики.  Она  включает  в  себя  в  качестве  компонентов  деятельность  учителя  и  деятельность  учащихся.  Один  из  примеров  применения  данной  структуры  мы  можем  найти  в  научной  работе  Г.М.  Янюшкиной  и  И.Б.  Родионовой  [4,  с.  73].  На  примере  решения  задачи  по  механике  показана  подробная  последовательность  действий  учащихся  (ознакомление  с  задачей,  составление  плана  решения,  осуществление  решения  задачи,  проверка  полученного  результата  задачи)  с  применением  таких  приемов,  как  планирование,  исполнение,  контроль,  ориентировка,  построение  рисунка,  установление  связей  и  др.

Вне  всякого  сомнения,  предложенный  алгоритм  полезен  и  действительно  может  привести  к  успешному  решению  задачи  (данной  конкретной  задачи  и  подобных  задач).  Подчеркивается,  что  если  работу  по  применению  алгоритма  (всех  действий  и  операций)  проводить  систематически  и  многократно,  то  ученик  привыкнет  сам  задавать  себе  подобные  вопросы,  привыкает  к  последовательности  действий.  В  дальнейшем  эта  деятельность  станет  для  учащихся  внутренней  потребностью,  что  ведет  к  формированию  умения  осуществлять  учебные  действия  в  уме.  [4,  с.  79]. 

Но  в  чем  тогда  сомнение?  Четкое  и  детальное  следование  подробному  алгоритму,  предписанию  схематизирует  мышление.  И  учащийся  не  будет  застрахован  от  неудачи  в  случае  нестандартного  условия  задачи,  требующей  поиска  идеи,  а  не  просто  исполнения  предписания.  Мышление  ученика  не  должно  укладываться  в  рамки,  в  схемы,  пусть  даже  очень  нужные  и  полезные.

Хотим  мы  того  или  нет,  в  процессе  мышления  задействован  субъектный  опыт  ученика.  А  он  (опыт)  иногда  подсказывает  (или  может  показать)  какое-то  альтернативное  направление  поиска.  Поэтому  субъектный  опыт  должен  учитываться  в  подобных  алгоритмах,  схемах,  что  позволит  их  сделать  гибкими,  позволит  ученику  по-своему  решить  задачу,  проявить  индивидуальный  стиль  мышления.  В  рассматриваемой  автором  задаче  (довольно  сложной)  можно  увидеть  и  более  простые  задачи,  знакомые  учащимся,  опыт  решения  которых  с  помощью  подсказок,  вопросов,  рефлексии  может  быть  актуализирован  в  зависимости  от  ценности  для  самого  учащегося  тех  или  иных  компонентов  опыта.  И  решение  задачи,  исходя  из  опыта  ученика,  структурно  может  быть  иным.

Субъектный  опыт  учащихся  активно  закрепляется  в  креативных  методах  решения  задач,  эвристических  приемах,  которым,  несомненно,  нужно  обучать  учащихся,  чтобы  они  могли  решать  сложные  задачи.  Практика  решения  задач  должна  быть  нацелена  на  формирование  индивидуальных  креативных  стратегий  поиска  решений.  В  этом  отношении  особо  следует  выделить  работу  М.С.  Красина  «Решение  сложных  и  нестандартных  задач  по  физике.  Эвристические  приемы  поиска  решений».  Автор  выделяет  шесть  способов  различных  приемов  решения  сложных  задач  [3,  с.  12],  показывает  различные  предметно-специфические  методы  решения.  Однако  данные  методы  специфичны,  часть  из  них  связана  только  с  определенной  темой  по  физике.  Для  полноценного  и  эффективного  формирования  умений  решения  сложных  задач  необходимо  дополнить  данные  предметные  методы  общими  психологическими  рекомендациями  по  организации  мышления,  показывать  способы  работы  с  информацией,  обучать  креативным  методам  решения  на  основе  действия  психологических  механизмов  мышления.  Используя  такие  креативные  методы,  как  понятийно  кластерный  метод  [2,  с.  4],  метод  редукции  [2,  с.  8],  метод  переходных  состояний  (или  метод  промежуточных  целей)  [2,  с.  11],  мы  обучали  учащихся  экспериментального  физико-математического  класса  гимназии  Тюменского  государственного  университета  решению  сложных  задач.  Работа  по  формированию  креативного  мышления,  умений  решать  сложные  задачи  оказалась  достаточно  эффективной.  Коэффициент  отношения  С/А  оказался  равным  0,7  (выборка  17  учащихся,  2010  год),  что  говорит  о  высоком  уровне  выполнения  заданий  части  «С»  ЕГЭ,  о  сформированности  умений  анализировать,  решать  сложные  задачи. 

С  нашей  точки  зрения,  развитие  современной  методики  обучения  учащихся  решению  задач  (особенно  сложных)  должно  идти  в  направлении  развития  творческой  составляющей  мышления,  формирования  креативности,  неординарности  мышления.  Алгоритмы,  схемы,  предписания  по  решению  задач  должны  включать  в  себя  блоки  актуализации  субъектного  опыта  учащегося,  компоненты  которого  могут  иметь  разный  ценностный  вес,  что  может  обеспечить  гибкость  и  вариативность  поиска  решений.

Список  литературы:

1.Абросимов  Б.Ф.  Физика.  Способы  и  методы  поиска  решения  задач:  учебно-методическое  пособие  [Текст]  /  Б.Ф.  Абросимов.  –  М.:  «Экзамен»,  2006.  –  287с.

2.Дегтярев  С.Н.  Креативные  методы  и  эвристические  приемы  решения  физических  задач  [Текст]  /  С.Н.  Дегтярев.  –  Тюмень:  ТОГИРРО,  2009.  –  28с.

3.Красин  М.С.  Решение  сложных  и  нестандартных  задач  по  физике.  Эвристические  приемы  поиска  решений  [Текст]  /  М.С.  Красин.  –  М.:  ИЛЕКСА,  2008.  –  360с.

4.Янюшкина  Г.М.,  Родионова  И.Б.  Управление  развитием  мышления  учащихся  в  процессе  решения  физических  задач  //  Развитие  мышления  в  процессе  обучения  физике:  Сборник  научных  трудов.  Выпуск  6  /  Под  ред.  С.А.  Суровикиной  [Текст]  /  Г.М.  Янюшкина,  И.Б.  Родионова.  –  Омск:  Изд-во  «Полиграфический  центр  КАН»,  2010.  –  С.  73  –  79.