Проблемное решение задач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Науки Республики Казахстан

Инновационный Евразийский Университет

Кафедра «Теплоэнергетика и Металлургия»

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Современные образовательные технологии

На тему: Проблемное решение задач

Подготовили: магистранты гр. ТЭ-11м

Росламбетова К.М.

Попик К.Н.

Консультант: к.п.н., профессор

Ушакова Н.М.

Павлодар 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПРОБЛЕМНЫЕ ЗАДАЧИ

ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБЛЕМНЫХ ЗАДАЧ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСТОЧНИКИ

ВВЕДЕНИЕ

1. Становление идеи развивающего обучения

Еще в древние времена было известно, что умственная активность способствует и лучшему запоминанию, и более глубокому проникновению в суть процессов, предметов и явлений. Все существующие теории развивающего обучения направлены на активизацию мыслительной деятельности учащихся в процессе обучения.

Если при традиционном обучении (информационном, сообщающем) деятельность учащихся носит репродуктивный характер - воспроизведение, а выполнение заданий по образцу, по определенному алгоритму, то в условиях развивающего обучения эта деятельность становится продуктивной. Учащийся самостоятельно ищет решение нового для него задания, проблемы, т.е. он учится применять знания в новой ситуации и самостоятельно разрабатывать алгоритм решения стоящей перед ним проблемы.

2. Проблемное обучение как метод развивающего обучения

Проблемным обучение называется не потому, что весь учебный материал школьники усваивают только путем самостоятельного решения проблем и открытия новых понятий. Здесь есть и объяснение учителя, и репродуктивная деятельность учащихся, и выполнение упражнений. Однако организация учебного процесса базируется на принципе проблемности. И характерным признаком этого типа обучения является систематическое решение учебных проблем. Задачи, решаемые системой методов проблемного обучения, показывают, что это подлинно развивающее обучение.

3. Задачи проблемного обучения

- Учиться мыслить логично, научно, творчески.

- Сделать учебный материал более доказательным и убедительным для учащихся, формировать не просто знания, а знания-убеждения, что служит основой для формирования научного, диалектико-материалистического мировоззрения.

- Содействовать формированию прочных знаний, так как сведения, самостоятельно добытые учащимися, прочно сохраняются в памяти, а если и забываются, то их легко восстановить, повторяя ход рассуждения, доказательства, аргументации.

- Воздействовать на эмоциональную сферу школьников, формируя такие чувства, как уверенность в своих силах, удовлетворение от напряженной умственной деятельности.

- Формировать элементарные навыки поисковой и исследовательской деятельности.

- Формировать и развивать положительное отношение, интерес к данному учебному предмету, так и к учению вообще.

4. Определение понятия

Наиболее полное определение понятие проблемного обучения дает М.И. Махмутов. Он считает, что проблемное обучение - это тип развивающего обучения, в котором сочетается систематическая самостоятельная деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки. А система методов построена с учетом понимания целей и принципа проблемности.

Таким образом, под проблемным обучением обычно понимают обучение, протекающее в виде снятия (разрешения) последовательно создаваемых в учебных целях проблемных ситуаций.

С психологической точки зрения проблемная ситуация представляет собой более или менее осознанное затруднение, которое порождается несоответствием, несогласованностью между имеющимися знаниями и теми, которые необходимы для решения возникшей или предложенной задачи. Задача, создающая проблемную ситуацию, и называется проблемой. Нередко учебной проблемой при изучении школьного курса служит задача, которая когда-то возникла как научная проблема.

Задача - это упражнение, которое выполняется посредством умозаключения, вычисления; сложный вопрос, проблема, требующие исследования и разрешения.

Проблемные задачи - это задачи творческого характера, требующие от учащихся большой самостоятельности в суждениях, поиска не испытанных ранее путей решения.

ПРОБЛЕМНЫЕ ЗАДАЧИ

По степени проблемности задачи подразделяются на:

Задачи с недостающими данными

Лёд на реке имеет толщину и покрыт слоем снега толщиной . Температура на наружной поверхности снега , а на поверхности льда, обращённой к воде, . Найти плотность теплового потока через эти два слоя.

Для решения этой задачи необходимы коэффициенты теплоотдачи на внешних поверхностях стенки , а также теплопроводности материалов . В тексте задачи их нет, значение этих величин берётся из таблиц.

Задачи с избыточными данными

Стена из силикатного кирпича толщиной , имеет с одной стороны температуру , а с другой - температуру . С обеих сторон она окружена воздухом. Найти плотность теплового потока через стенку и глубину её промерзания до температуры , считая коэффициент теплопроводности материала стены и воздуха постоянным.

Здесь величины связанные с воздухом являются излишними и ходе решения задачи не являются не учувствуют.

Задачи взяты из сборника задач по теплопередачи Кутуладзе, где приведены основные форммклы и ход решения.

А также на задачи с неопределённостью условий или искомого значения

С неопределенностью условий

Кавитация является разрушающей силой, которая возникает при эксплуатации теплоэнергетического оборудования. В то же время её возможно использовать для получения энергии. Как и в каких случаях следует относиться к ней? Имеется ли возможность использования и в каких случаях?

Здесь наблюдается неопределённость условий, т.к. не говорится в каком именно оборудовании происходит данное явление (в насосах, теплообменниках, конденсаторах и др.)

С неопределенностью искомого значения

Некоторое явление служит разрушающей силой, которая возникает при эксплуатации насосного оборудования. Причиной её возникновения является резкий перепад давления. В то же время её возможно использовать для получения энергии. Назовите данное явление.

При решении этой задачи учащимся необходимо будет определить явления подпадающие под данные признаки и выбрать из них лишь одно наиболее подходящее.

Виды проблемных задач

Графические задачи - Примером их использования являются задачи в которых необходимо использовать для решения is-диаграммы и id-диаграммы. В них для получения конечного ответа необходимо построения различных термодинамических процессов.

Качественные задачи - это задачи определяющие степень соответствия исходных условий заданным параметрам. В качестве примера может служить подбор теплоизоляционного материала соответствующего определённым требованиям.

Экспериментальные задачи - подобные задачи используются при выполнении лабораторных работ, где необходимо определить искомую величину с помощью непосредственных измерений и последующего нахождения её по определённым формулам. В качестве примера служат определения теплопроводности стенки, количества летучих веществ в топливе опытным путём и др.

Задачи-оценки - для их реализации возможно применение «коротких» и «длинных» вопросов, когда учащийся даёт краткий или развёрнутый ответ в соответствии с определёнными, уже известным ему знаниями. Пример: расположить условия по степени важности при конструировании систем водоснабжения.

Пути познания при решении проблемных задач

Существуют два основных пути познания:

ь Индуктивный. Внимание и интерес учащихся направлены прежде всего на получение ответа, т.е. собственно знания способ же поиска ответа остается как бы “побочным” продуктом.)

ь Дедуктивный. При этом ответ (т.е. знание) дается немедленно после анализа условия задачи, и на первый план выступает способ его доказательства (наблюдение, опыт, сравнение, обобщение и т.п.).

Пример индуктивной задачи:

Некоторые виды каменного угля обладают большей низшей теплотой сгорания чем антрацит, традиционно считающийся топливом с гораздо большими теплотворными способностями. Объясните причину возникновения данного несоответствия, не используя расчётные формулы.

Пример дедуктивной задачи:

Некоторые виды каменного угля обладают большей низшей теплотой сгорания, чем антрацит, вследствие наличия водорода обладающего высокой теплотворной способностью. Найдите способ доказательства данного утверждения.

Способы решения задач:

ь Аналогия

ь Сравнение

ь Анализ

ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБЛЕМНЫХ ЗАДАЧ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ.

Данная технология включает в себя основные три стадии:

- Подготовка преподавателя к учебному процессу;

- Организация учебного процесса и урока;

- Анализ обучения и коррекция учебной деятельности.

Рассмотрим более подробно первые две стадии.

1. Подготовка преподавателя к учебному процессу

Основные требования при подготовке к учебному процессу:

- требование к учебному материалу;

- требование к заданию.

При подготовке учебного материала, подлежащего усвоению, нужно выделять в нем 1) материал, который должен быть сообщен учащимся, и 2) тот материал, который должен быть усвоен ими творчески.

К первому типу учебного материала относятся фактические сведения, описания процессов и т.п., а также необходимые умения.

Ко второму типу учебного материала относятся общие закономерности, общие способы действия, общие условия выполнения усваиваемых действий.

Суть проблемной интерпретации учебного материала состоит в том, что преподаватель не сообщает знаний в готовом виде, но ставит перед учащимися проблемные задачи, побуждая искать пути и средства их решения. Проблема сама прокладывает путь к новым знаниям и способам действия.

Принципиально важен тот факт, что новые знания даются не для сведения, а для решения проблемы или проблем. При традиционной педагогической стратегии - от знаний к проблеме - студенты не могут выработать умений и навыков самостоятельного научного поиска, поскольку им даются для усвоения его готовые результаты. Гегель метко определил роль научного поиска, говоря о том, что не результат есть действительное целое, а результат вместе со своим становлением. Голый результат есть труп, оставивший позади себя тенденцию.

Предлагаемое ученику проблемное задание должно соответствовать его интеллектуальным возможностям. Степень трудности предлагаемого проблемного задания можно оценивать по двум главным показателям: 1) по степени новизны подлежащего усвоению учебного материала и 2) по степени его обобщенности. Чем большими интеллектуальными возможностями обладает учащийся, тем большей степени новизны и тем большей степени обобщенности могут быть те подлежащие усвоению знания и способы действия, необходимость в которых возникает при выполнении проблемного задания.

2. Организация учебного процесса и урока.

Требования к организации учебного процесса:

- к деятельности преподавателя и учащегося (Уровни (этапы) проблемного решения задач);

- временные (одно или несколько занятий, весь учебный курс).

Проблемное обучение, содержание которого представлено проблемными заданиями для учащихся, может иметь место в организации обучения на отдельных занятиях в теплоэнергетики, в учебной теме или в целом учебном процессе, сочетаясь с репродуктивной деятельностью учащихся.

Элементами дидактической (внешней) структуры проблемного урока являются:

1) актуализация прежних знаний учащихся (на этом этапе происходит не только воспроизведение ранее усвоенных знаний, но и применение их в новой ситуации);

2) усвоение новых знаний и способов действия;

3) формирование умений и навыков.

Эта структура отражает основные этапы учения и этапы организации урока.

Поскольку показателем проблемности урока является наличие в его структуре уровней поисковой деятельности, то они представляют логико-психологическую (внутреннюю) структуру проблемного урока:

1) возникновение проблемной ситуации и постановка проблемы;

2) выдвижение предположений и обоснование гипотезы;

3) доказательство гипотезы;

4) проверка правильности решения проблемы.

Таким образом, элементами логико-психологической структуры проблемного урока являются этапы познавательного процесса.

Помимо этих двух взаимосвязанных структур проблемного урока выделяют еще методическую структуру, представленную формами и видами деятельности учителя и учащихся на уроке.

На рисунке 1 приведена схема связи элементов дидактической, логико-психологической и методической структур проблемного урока теплоэнергетики.

Уровень проблемного обучения теплоэнергетике во многом зависит от уровня общего развития учащихся, от их возрастных и индивидуальных особенностей, от их умения решать проблемные задания и от степени их обученности проблемному методу. Поэтому участие учащихся в звеньях процесса проблемного обучения может быть разным.

На первых уроках, где реализуется проблемное обучение, учащиеся проявляют меньшую степень самостоятельности - учитель на фоне созданной им проблемной ситуации подводит учащихся к проблеме и сам ее формулирует, а ученики принимают участие в поиске способа решения этой проблемы.



Рисунок 1 - Схема связи элементов дидактической, логико-психологической и методической структур проблемного урока математики

На следующем этапе учитель создает проблемную ситуацию, а ученики формулируют проблему и решают ее под руководством учителя.

Наконец, о полной самостоятельности учащихся можно говорить тогда, когда они сами могут выдвинуть и сформулировать новую проблему, рационально ее решить и оценить это решение.

Важно отметить, что уровни проблемного обучения должны использоваться комплексно. Но в любом случае совместная деятельность ученика и учителя должна постепенно повышать уровень самостоятельной умственной деятельности учащегося за счет уменьшения доли объясняемого материала и увеличения доли проблемных заданий на самостоятельное решение.

Уровни проблемного решения задач можно свести в таблицу в зависимости от деятельности учителя и учащихся на каждом из рассмотренных этапов проблемного обучения.

развивающий обучение задача проблемный

Уровень	Деятельность преподавателя	Деятельность учащегося
1	Ставит проблему, формулирует и решает ее	Запоминает решение проблемы
2	Ставит проблему, формулирует ее	Решает проблему
3	Ставит проблему	Формулирует и решает проблему
4	Проводит общую организацию, контроль и умелое руководство	Осознает проблему, формулирует и решает ее

Третий и четвёртый уровни - это исследовательский метод.

Итак, проблемное обучение на третьем, четвёртом уровне, а иногда и на втором связано с исследованием, следовательно, проблемное обучение - это обучение решению нестандартных задач, в ходе которого студенты усваивают новые знания и приобретают навыки и умения творческой деятельности, что очень важно для инженера.

Преимущества проблемного обучения это в первую очередь большие возможности для развития внимания, наблюдательности, активизации мышления, активизации познавательной деятельности студентов; оно развивает самостоятельность, ответственность, критичность и самокритичность, инициативность, нестандартность мышления, осторожность и решительность и т.п. Кроме того проблемное обучение обеспечивает прочность приобретаемых знаний, это во-первых, и, во-вторых, здесь срабатывает «эффект неоконченного действия», открытый Б.В. Зейгарник. Его суть в том, что действия, которые были начаты, но не закончены, запоминаются лучше: «между началом действия и ожидаемым результатом сохраняется актуальная связь, и нас мучит недоделанное, помнится недовведенное до конца».

Проблемное обучение связано с исследованием и поэтому предполагает растянутое во времени решение задачи. Человек попадает в ситуацию подобно деятелю, решающему творческую задачу или проблему. Он постоянно думает над ней и не выходит из этого состояния, пока её не решит. Именно за счёт этой незавершённости и формируются прочные знания, навыки и умения.

К недостаткам проблемного обучения можно отнести то, что оно всегда вызывает затруднение у студента в учебном процессе, поэтому на его осмысление и поиски путей решения уходит значительно больше времени, чем при традиционном обучении. Кроме того, разработка технологии проблемного обучения требует от преподавателя большого педагогического мастерства и много времени. Видимо, именно эти обстоятельства не позволяют широко применять проблемное обучение. Проблемное обучение отвечает требованиям дня: обучать исследуя, исследовать обучая. Только так и можно формировать творческую личность, т.е. выполнять сверхзадачу нашего педагогического труда. [1]

Требование к организации проблемного занятия.

Проблемное обучение включает в себя несколько этапов:

1. Подготовка к восприятию проблемы. На этом этапе производится актуализация знаний, которые необходимы для того, чтобы учащиеся могли решить проблему. При отсутствии необходимой подготовки школьники не могут приступить к решению.

2. Создание проблемной ситуации. Это самый ответственный и сложный этап проблемного обучения, когда учащийся осознает, что не может выполнить поставленную задачу только с помощью имеющихся у него знаний и должен дополнить их новыми.

3. Формулирование проблемы. Это итог возникшей проблемной ситуации.

4. Процесс решения проблемы. Он состоит из нескольких ступеней.

5. Доказательство правильного решения, подтверждение его, если возможно, на практике.

От того, насколько верно поставлена проблемная ситуация, зависит не только эффективность, но и возможность дальнейшего проблемного обучения. С точки зрения учащихся этот этап характеризуется фазой восприятия материала и его предварительного анализа. При правильной постановке проблемной ситуации у учащихся возбуждается интерес и появляется мотивация к ее изучению. Актуализация внутреннего и внешнего противоречия проблемной ситуации создает необходимые предпосылки для развертывания учебно-поисковой деятельности учащихся, которая начинается с попытки осознания затруднения и постановки проблемы.

Еще Эйнштейн утверждал, что в своей научной деятельности на постановку проблемного вопроса из часа работы им тратится 55 минут, а оставшихся пяти бывает достаточно для нахождения ответа. При выявлении проблемы и ее формулировке задействуются более обширные участки мозга, чем при ее решении, для этого требуется высокая степень обобщенности видения действительности, умение абстрагироваться от несущественных деталей, увидеть корни проблемы.

Осознанная и сформулированная проблемная задача предполагает появление серии проблемных вопросов. Эти проблемные вопросы трансформируют проблемную задачу в модель поисков решения, где рассматриваются различные пути, средства и методы решения.

Последующей деятельности учащихся уже соответствует процесс сбора информации о признаках и свойствах элементов, составляющих проблемную ситуацию. По итогам такого сбора наступает фаза выработки инструментальной гипотезы разрешения проблемы.

3. Функции проблемного обучения

По своему содержанию и по поставленным целям традиционное образование ориентировано, прежде всего, на усвоение учащимися знаний, умений и навыков. Кроме того, с гуманизацией всей социальной сферы в традиционном образовании стала декларироваться цель всестороннего и гармоничного развития каждого ученика, что, впрочем, в силу инертности системы образования и особенностей методов традиционной педагогики достигалось лишь косвенно, было, по большому счету, побочным продуктом образования.

В проблемном обучении, как и в традиционном, признается важность всех тех же функций, однако несколько изменяется расстановка акцентов, иерархия образовательных целей:

- развитие интеллекта, познавательной самостоятельности и творческих способностей учащихся;

- усвоение учениками системы знаний и способов умственной практической деятельности;

- формирование всесторонне развитой личности.

Заметим, что Махмутов М.И. выделяет в качестве основных функций проблемного обучения также и формирование диалектико-материалистического мышления. На взгляд автора, эта функция или эта цель проблемного обучения расходится с целью формирования познавательной самостоятельности учащихся: одной из важнейших особенностей проблемного образования признается развитие здравого скептицизма учащихся, что, по мнению автора, несовместимо с однозначной их фиксацией на том или ином характере мировоззрения. Проблемному образованию приписываются также следующие специальные функции:

- воспитание навыков творческого усвоения знаний (применение отдельных логических приемов и способов творческой деятельности);

- воспитание навыков творческого применения знаний (применение усвоенных знаний в новой ситуации) и умение решать учебные проблемы;

- формирование и накопление опыта творческой деятельности (овладение методами научного исследования и творческого отображения действительности);

- формирование мотивов обучения, социальных, нравственных и познавательных потребностей.

Функции проблемных задач. Проблемных задач выполняют тройную функцию:

- они являются начальным звеном процесса усвоения новых знаний;

- обеспечивают успешные условия усвоения;

- представляет собой основное средство контроля для выявления уровня результатов обучения.

Принципиально важен тот факт, что новые знания даются не для сведения, а для решения проблемы или проблем. При традиционной педагогической стратегии - от знаний к проблеме - студенты не могут выработать умений и навыков самостоятельного научного поиска, поскольку им даются для усвоения его готовые результаты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблемные задачи возможно использовать не только в теплоэнергетике, но и при преподавании в других специальностях. Главным при этом является творческий подход, как самого преподавателя, так и активность самих студентов. Проблемные задачи значительно повышают уровень профессионализма студентов, помогают им применять уже полученные знания в новых ситуациях, а также дают возможность развития навыков при работе с каким-либо материалом.

Внедрение решения проблемных задач возможно во многие образовательные технологии, что также положительно влияет на качество обучения.

ИСТОЧНИКИ

1. www.pedagogics-book.ru/articles/6-4-3.html

2. ito.edu.ru/2006/Rostov/II.html#5

3. www.sideshare.net

4. km-school.ru/r9/index.asp

5. pedproblem.ru/category/teoreticheskie-osnovy-problemnogo-obucheniya/

6. Кудрявцев Т.В. Проблемное обучение: истоки, сущность, перспективы. - М.: Знание, 1991 г.

7. Хуторской А. В. Дидактическая эвристика. Теория и технология креативного обучения. -- М.: Изд-во МГУ, 2003. -- 416 с.

8. Снапковская С.В. Проблемное обучение как средство интенсификации педагогического процесса в системе работы кафедры педагогики и психологии // Сайт проекта Интернет-конференции «Актуальные проблемы медицинского образования», прямая ссылка - http://vgmu.vitebsk.net/intconf/sect4/10.htm

9. Репкина Н.В. Что такое развивающее обучение? Научно-популярный очерк. Томск: Пеленг. 1993.

10. Хуторской А.В. Эвристическое обучение: Теория, методология, практика. - М.: Международная педагогическая академия. 1998.

Размещено на Allbest.ru