Формирование учебных компетенций через использование метода проблемного обучения

«Скажи мне - и я забуду. Покажи мне - и я запомню.

 Дай мне действовать самому, и я пойму»

Конфуций

Современное общество ставит перед человеком совершенно иные задачи, чем 15-20 лет назад. Объём информации растет огромными темпами. Даже хорошо обученному человеку сложно войти в современный мир, необходимо новое мышление, новый взгляд на изменения, происходящие вокруг нас. В современной педагогике стало больше уделяться внимания не столько на знания, получаемые в учебном процессе, а на процесс добычи знаний. Акцент переносится с «усвоения знаний» на формирование «компетентности».

Только тот, кто сам установил ту или иную закономерность, смог найти причину явления, процесса имеют больший шанс гармонично войти в современный мир. В процессе формирования единой картины мира предметы естественнонаучного цикла играют  главенствующую роль, именно в преподавании этих предметов происходит больше всего изменений. Шаблонная подача материала не дает питания эмоциям, в итоге обучающиеся теряют интерес к предмету. Все это способствует внедрению новых педагогических технологий в учебный процесс.

Среди них особое место занимает проблемное обучение, в основе которого лежит развитие познавательных навыков, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического и творческого мышления, умение увидеть, сформулировать и решить проблему.

В основу метода была положена идея о направленности учебно-познавательной деятельности на результат. Внешний результат можно будет увидеть, осмыслить, применить на практике. Внутренний результат – опыт деятельности – станет бесценным достоянием, соединяющим знания и умения, компетенции и ценности. Сегодня от человека требуется умение развивать собственную функциональную компетентность: умение ориентироваться в информационных потоках, способность к самообразованию, переквалификации.

Проблема - это всегда препятствие.  Преодоление препятствий - это движение, развитие. Проблемное обучение - это обучение, при котором преподаватель, создавая проблемные ситуации и организуя деятельность обучающихся по решению учебных проблем, обеспечивает оптимальное сочетание их самостоятельной поисковой деятельности с  усвоением готовых выводов науки. Целью обучения становится, прежде всего, развитие у обучающихся самообразовательной активности; они учатся проводить исследования (это могут быть несложные наблюдения или серьезные логико-теоретические исследования). Над проблемой работает один человек или группа, конечным результатом деятельности является отчет о работе, компьютерная презентация, создание тематического сайта в сети Интернет или мультимедийный диск. Действуя за компьютером, обучающиеся вынуждены систематически и четко излагать свои мысли в письменном виде, анализировать текстовую, цифровую и графическую информацию и выдвигать новые идеи.

Проблемы, которые ставятся перед обучающимися на занятиях, носят как теоретический, так и практический характер. Постановка теоретической проблемы основывается на некоторых общих положениях, известных обучающимся и необходимых для объяснения и понимания новых фактов или обоснования нового действия. Например, при изучении законов динамики, обучающиеся самостоятельно находят ответ на вопрос: «Почему движется поезд?» При постановке практической проблемы необходимо помнить: добиться того, чтобы обучающийся выучил формулы и основные законы,- это еще далеко не все. Он их может запомнить, но практически применять не научится. Необходимо приучить обучающихся к постоянному поиску решения, научить анализировать, сопоставлять, думать. Особенность физики в том, что почти каждая тема- это проблема. Поэтому существует огромное количество «проблемных» задач, которые целесообразно решать перед изучением нового материала. Например, перед изучением темы «Трансформаторы» дается задача: передать определенную мощность от электростанции к потребителю по ЛЭП при напряжении 220 В. и 220кВ. Каков будет при этом ток? Какого сечения провода потребуются, если потери не должны превышать 10%. После проверки результатов решения задачи и выводов можно с уверенностью сказать, что анализ реальных проблемных ситуаций, имевших место в соответствующей области профессиональной деятельности, и поиск вариантов лучших решений заставляют тему изучать с интересом.

Следует отметить, что к методам проблемного обучения относятся исследовательский, эвристический методы, метод проблемного изложения и кейс- технология. Исследовательский метод предполагает построение процесса обучения наподобие научного исследования. Выявление неизвестных фактов, подлежащих исследованию, уточнение и постановка проблемы, выдвижение гипотез, составление и осуществление плана, проверка выдвинутых гипотез, оформление результатов, оценка значимости полученного нового знания и его практическое применение. Важная особенность исследовательского метода состоит в том , что в процессе решения одних проблем постоянно рождаются новые. Но не надо забывать, что исследовательский метод в обучении лишь в какой- то мере имитирует процесс научного исследования. Например, практические и лабораторные занятия- один из видов самостоятельной работы с элементами исследования, направленных на углубление и закрепление теоретических знаний, развитие умений самостоятельного экспериментирования. В ходе выполнения заданий у обучающегося формируются практические умения обращения с различными приборами, лабораторным оборудованием, которые составляют часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы, обобщения, оформлять результаты). Например, обучающимся предлагается проанализировать, как меняется сопротивление катушки индуктивности, если включить ее сначала в цепь постоянного тока, а потом переменного тока? Почему? Ответ обосновать. Учебное занятие по этой теме проводится в лаборатории, где обучающийся может подтвердить ответ опытом, в котором на катушку подается постоянное и переменное напряжение, а затем вставляется сердечник. Таким образом, учебная проблема, то есть то, что исследуется в процессе проблемного обучения, и та истина, которую обучающиеся открывают, для науки не являются новыми. Но они новы для обучающихся! Помощь преподавателя должна быть такой, чтобы они считали, что сами достигли цели. В этом большое воспитательное и развивающее значение исследовательского метода.

Основными видами исследовательской деятельности обучающегося могут также быть: проекты, рефераты, доклады и сообщения, выполнение опытов с элементами исследования, создание тематических презентаций. Виды заданий для самостоятельной работы и их содержание должны иметь вариативный и дифференцированный характер, учитывать индивидуальные особенности обучающихся. Примерная тематика предлагаемых исследовательских работ по физике:

• Почему движется поезд?
• Сверхскоростные поезда и их влияние на окружающую среду.
• Вибрации и их влияние на человека.
• Ультразвуковая дефектоскопия на железнодорожном транспорте.
• Акустические свойства полупроводников.
• Физика в олимпийских рекордах.

Обучающиеся представляют свои работы на областных Ломоносовских чтениях («Вред и польза мобильной связи» 2012г.), на Ломоносовских чтениях в Няндомском железнодорожном техникуме («Удивительный мир звуков» - проект 2013г.)

Преподаватель создает условия, при которых обучающиеся самостоятельно приобретают недостающие знания из разных источников, учатся пользоваться приобретенными знаниями для решения познавательных и практических задач, приобретают коммуникативные компетенции, работая в группах.

Особенностью метода кейс - технологий является создание проблемной ситуации на основе фактов из реальной жизни. Непосредственная цель метода – совместными усилиями группы обучающихся проанализировать ситуацию, возникающую при конкретном положении дел, и выработать практическое решение; окончание процесса – оценка предложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы. При этом акцент делается не на получение готовых знаний, а на их выработку, на сотворчество преподавателя и обучающегося. Например, предлагается такая проблема: может ли современный железнодорожный транспорт развиваться вне связи с таким физическим явлением, как давление воздуха?

Вопросы к кейсу:

1. Как работает система «Аэромотель», построенная в Джакарте (Индонезия)?
2. Создание воздушной подвески вагона.
3. Как осуществить бесколесный способ движения?
4. Пневматическая очистка от снега стрелочных переводов на станциях.
5. Увеличение скорости локомотива за счет изменения формы кузова локомотива.
6. Почему запрещают стоять вблизи быстро идущего поезда?

Кейс-задания могут использоваться преподавателем на любом этапе урока. Особенно удачно это применяется при закреплении знаний, полученных на предыдущих занятиях.

Например, при обобщении знаний по теме «Механические колебания» предлагается проблема: на железнодорожном транспорте, где колебания возникают естественным образом, как их последствия могут отразиться на надежности и безопасности движения.

Вопросы к кейсу:

1. Каким образом колебания влияют на нагрузку колесной пары, сцепление, колес с рельсами?
2. Каким образом колебания «расшивают путь»?
3. Какой должна быть частота колебаний вагона, чтобы это устраивало пассажира?
4. Как устранить «галопирование» и «боковую качку» локомотива и вагонов?

Таким образом, суть кейс-технологий - анализ реальной ситуации, описание которой одновременно отражает не только какую-либо практическую проблему, но и актуализирует определенный комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении данной проблемы. При этом сама проблема не имеет однозначных решений.

Главная причина того, что обучающиеся безынициативны, не хотят, а чаще и не могут самостоятельно мыслить заключается в том, что они не приучены к этому. Поэтому различными способами «... надо заставить учащихся думать самостоятельно. Как мускулы становятся хилыми, бессильными без труда и упражнений, так ум не формируется без самостоятельных поисков». - считал В.А.Сухомлинский. Для того чтобы большинство обучающихся могли видеть и решать проблемы, необходима система проблемных ситуаций, проблем и проблемных задач, включенных в ткань содержания образования и процесс обучения. Проблемное обучение не может заменить всего обучения, но без принципа проблемности обучение не сможет быть развивающим. Цель педагогической деятельности состоит в создании комфортных условий обучения, при которых обучающийся чувствует свою успешность, свою интеллектуальную состоятельность, что делает продуктивным сам процесс обучения.

Список информационных источников:

1. Даутова О.Б. Современные педагогические технологии в профильном обучении: учебно- методическое пособие для учителей / О.Б. Даутова, О.Н.Крылова; под редакцией А.П. Тряпициной- Спб: КАРО, 2006.-176с.
2. Инновационные процессы в образовании. Авторские школы // Загвязинский В.И. Теория обучения: современная интерпретация: учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / В.И. Загвязинский. - 3-е изд.испр.- М: Издательский центр «Академия», 2006.- с. 12-19.
3. Карпов А.О. Педагогика научного поиска: истоки / А.О. Карпов Школьные технологии. - 2005.- №4.- с. 20-21.
4. Потев М.И. Инновационные технологии обучения: теория и проектирование / М.И. Потев.- Спб.: ГИТМО(ТУ), 2000.- 228с.
5. Бершадская Е. Комплекс образовательных технологий // Директор школы. - 2009. - N 2. - С. 65-69.
6. Биккулова Г. Р. Развитие критического мышления в контексте медиаобразования // Инновации в образовании. - 2009. - N 3. - С. 4-17.
7. Идиатулин В. С. Принцип проблемности в обучении // Школьные технологии. - 2010. - N 4. - С. 29-42.