В последние годы получило развитие проблемное обучение. Его теоретические основы и практика применения находятся еще в стадии разработки, хотя сама идея проблемного подхода к изучению шкальных дисциплин не нова и в несистематической форме встречается часто. В одной из распространенных концепций проблемное обучение рассматривается как система правил применения ранее известных приемов учения и преподавания, построенная с учетом логики мыслительных операции и закономерностей поисковой деятельности учащихся. Как тип обучения проблемное наиболее соответствует духу развивающего обучения, задаче развития творческих способностей и познавательной самостоятельности учащихся, превращения их знаний в убеждения, а также характеру физической науки, что обусловило довольно широкое его применение на уроках физики.
Основное различие между проблемным и традиционным обучением усматривают в целях и принципах организации учебного процесса. Цель проблемного обучения — усвоение не только основ наук (как в сложившемся типе обучения), но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие познавательных и творческих способностей школьника. В основе организации проблемного обучения лежит принцип поисковой учебно-познавательной деятельности ученика, т. е. принцип «открытия» им научных фактов, явлений, законов, методов исследования и способов приложения знаний на практике.
Вместе с тем проблемное обучение нельзя представлять как непрерывную цепь самостоятельных «открытий» учащимися новых законов, явлений. Оно предполагает оптимальное сочетание репродуктивной и творческой деятельности школьников по усвоению системы научных понятий и методов исследования, способов логического мышления. При проблемном обучении не исключается объяснение учителя и решение учениками тренировочных задач и упражнений для выработки необходимых умений и навыков. Проблемное обучение, как и любой другой метод преподавания, не универсально, однако оно представляет собой важную, составную часть современной системы обучения физике, и необходимо оптимальное сочетание его с другими методами на различных этапах изучения курса, учитывающее закономерности процесса усвоения учебного материала.
При проблемном обучении учитель физики, излагая материал к объясняя наиболее сложные понятия, систематически создает на уроке проблемные ситуации и организует учебно-познавательную деятельность учеников так, что они на основе анализа фактов, наблюдения явлений самостоятельно делают выводы и обобщения, формулируют правила, определения понятий, законы, связи между физическими величинами или применяют имеющиеся у них знания в новой ситуации — решают задачи, выполняют лабораторные исследования и др.
Таким образом, проблемное обучение начинается с создания проблемной ситуации — главного средства активизации деятельности школьников и проходит затем следующие основные этапы: формулирование проблемы; нахождение способов ее решения; решение проблемы; формулирование выводов; подведение итогов.
Сущность проблемной ситуации составляет несоответствие между уже усвоенными знаниями, умениями и теми фактами и явлениями, которые необходимо объяснить. Не всякая проблемная ситуация становится учебной проблемой, хотя каждая проблема содержит проблемную ситуацию.
Трудности анализа проблемной ситуации должны быть посильными для учащегося, и у него должно возникать желание преодолеть их; между тем решение проблем не сразу доступно всем школьникам, и проблемное обучение следует осуществлять в порядке усложнения его видов. Так, начинают обычно с эвристических бесед, проблемного изложения учебного материала, в которых учитель формулирует, вычленяет проблему и показывает путь ее решения. Затем переходят к выполнению школьником экспериментальных задач и лабораторных работ с ограниченной сферой самостоятельного поиска и т. д. В связи с этим различают несколько уровней проблемного обучения, при которых учитель:
1) сам формулирует и решает проблему или показывает, каким образом она была решена в науке (проблемное изложение);
2) создает проблемную ситуацию и вовлекает учащихся в совместный поиск ее решения (эвристическая беседа, поисковые задания и др.);
3) формулирует проблему и предлагает ее учащимся для решения (в виде исследовательской лабораторной работы, экспериментальной задачи, задания для Домашних опытов и наблюдений, задания на конструирование установки, прибора и т. п.);
4) предлагает учащимся сформулировать проблему и искать пути ее решения (характерно для факультативных и кружковых занятий).
Как видно, первый, важный и ответственный этап проблемного обучения — создание проблемной ситуации. Главным средством для этого служат проблемные вопросы; однако на уроках физики с этой целью можно использовать демонстрационный и мысленный эксперимент, фронтальные опыты, экспериментальные задачи, специально выбранные факты из истории физики и др. (как с ми помощью осуществляется выдвижение проблем, будет рассмотрено ниже).
Для успешной постановки проблемы важное значение имеет правильность формулировки вопроса, Проблема должна устанавливать логическую связь между ранее усвоенными понятиями и представлениями и теми, которые подлежат изучению, содержать познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызывать чувство удивления при сопоставлении нового с известным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков.