CC BY
13
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
1щенко Р.М. Анал'в результат'!в вхiдного контролю знань з ф'!зичних основ мехашки студент'в технiчного yHieepcumemy. Ф'!зико-математична осв'та. 2018. Випуск 1(15). С. 227-231.
Ishchenko R. Analysis Of Results Of Entrance Control Of Knowledge From Physical Fundamentals Of Mechanics Of Technical University Students. Physical and Mathematical Education. 2018. Issue 1(15). Р. 227-231.
УДК 378.1; 378.9
Р.М. 1щенко
Нацональний транспортний yнiверситет, Украна
rm_ischenko@ukr.net DOI 10.31110/2413-1571-2018-015-1-042
АНАЛ1З РЕЗУЛЬТАТ1В ВХ1ДНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ З Ф1ЗИЧНИХ ОСНОВ МЕХАН1КИ СТУДЕНТ1В ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ
Анотац'я. Уроботi представлено результати вхiдного контролю знань з ф'вичних основ мехашки студент'!в першого курсу технiчного yнiверситетy, що проводився на початку 2016-2017 та 2017-2018 навчальних ромв. Завдання до вхiдного контролю складалися з задач iз вказаного роздлу ф'!зики, складнсть яких не виходила за рамки програми з фiзики для загальноосвiтнiх навчальних закладiв рiвня стандарту. Зокрема, першi три завдання були з кнематики, четверте завдання - на визначення iмпульсу i кнетичноi енергП поступального руху тла, п'яте завдання - на гармонiчнi механiчнi коливання. Анал'1з результат'!в вхiдного контролю знань студент'в першого курсу з ф'!зичних основ мехашки, проведеного на початку двох зазначених навчальних ромв, показав, що б/'льш/'сть студент'!в не справилися з пропонованим завданням i, як насл'док, отримали низьк о^нки. Кр'м того, спостер'гаеться зниження рiвня пдготовки студент'в з вказаного роздлу ф'!зики. Останнепдтверджуеться тим, що середнй бал студент'!в за вхдний контроль, проведений у 2017-2018 навчальному роц знизився на 37.5% у пор'1внянн'1 з результатом 2016-2017 навчального року. Виявлений у бльшостi студент'в достатньо низький рiвень загальноосв'тньоi пдготовки з ф'вичнихоснов мехашки може бути зумовлений тим, що данийроздл фiзики в школ'1 вивчають в 10 клаа. Враховуючи, що знання учн'ю з мехашки е нестйкими та несистематизованими, за р'к вони просто забувають бльш'сть пройденого матер'алу. Крiм того, як показуе досв'д, бльш'!сть випускник'!в загальноосвтшх навчальних заклад'!в поступово втрачають так важлив'1 навички, як запам'ятовування розглянутого теоретичного матер'юлу з фiзики i подальше його самост'шне в'дтворення з метою практичного використання, зокрема, для розв'язання задач. Таким чином, на основi виконаного анал'ву результат'!в вхiдного контролю зроблено висновок про те, що наявний рiвень загальноосвтньоi пдготовки з ф'!зичних основ мехашки у бльшост'1 студент'в-першокурсник'1в недостатшй для успшного вивчення вказаного роздлу фiзики рiвня технiчного yнiверситетy.
Ключов! слова: вхдний контроль знань, фiзичнi основи мехашки, рiвень пдготовки студент'в, навчальний р'к, технчний ушверситет.
Постановка проблеми. Основне завдання техычних уыверсите^в полягае у тдготовц ^eHepiB широкого профтю, квалiфiкацiя яких повинна вщповщати свтовим стандартам [1, с. 64]. При цьому курс фiзики, як вщомо, становить фундаментальне пщгрунтя техычно''' освiти. Однак, числены педагопчы дослщження та багаторiчний досвщ роботи вказують на достатньо низький рiвень залишкових знань з курсу фiзики випускни^в загальноосвп>лх навчальних закладiв. Вище вказане призводить до появи труднош^в пщ час вивчення курсу загально''' фiзики у бтьшосп студен^в-першокурсниюв техычних уыверситет. Тобто, виникае деяка вщдалеысть мiж курсом фiзики загальноосвтьо!' школи та курсом фiзики, який читаеться в техычному уыверситетк Останне призводить до порушення принципу наступност в процеа вивчення фiзики. Як наслщок, низький рiвень фiзичноí освiти студенев у подальшому не сприяе засвоенню ними ряду природничих i загальнотехычних навчальних дисциплш, для яких фiзика е базовим предметом, i в майбутньому негативно вщобразиться на рiвнi !'х професшно!' пщготовки.
Подолати вщдалеысть мiж курсами фiзики, що читаються в загальноосвiтнiй школi та техшчному утверситет^ може вхщний контроль знань, умшь та навичок студенев першого курсу з вказано!' навчально!' дисциплiни. Вхiдний контроль е одыею з форм здiйснення наступностi мiж середньою i вищою школами в процеа неперервно' освiти, що дозволяе об'ективно оцЫити рiвень i структуру залишкових знань з курсу фiзики загальноосвiтньоí школи на момент початку навчання у закладi вищо'' освти (ЗВО) i цiлеспрямовано скоректувати навчальний процес, здмснити iндивiдуальний, диференцiйований пщхщ до студентiв. За результатами проведення вхщного контролю можливо
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
розробити алгоритми дм щодо подолання труднощiв, якi виникають у студен^в-першокурснимв на початку вивчення фiзики в технiчному унiверситетi.
Аналiз актуальних дослiджень. Успiшне використання тестових методик пщ час проведення контролю знань, умшь та навичок студентiв з фiзики було обгрунтовано в роботах Аванесова В.С., Атаманчука П.С., Богатирьова О.1., Кулик Л.О., Кулшенка В.М., Матвшчука О.В., Пастушенка С.М., Подласова С.О., Серпенка В.П., Ткаченко А.В. та багатьох шших вчених. У багаточисленних наукових статтях та дисертацмних роботах представленi тi чи шшл системи тестових завдань до вхщного контролю з фiзики. Зазвичай, типовий тест до вхщного контролю складався з 12-20 питань, до яких наводилося 3-4 варiанти вщповщей, одна з яких була правильна. Однак, робп-, в яких були б представлен завдання на самоспйне вщтворення вiдомих законiв i спiввiдношень з фiзики з метою розв'язання задач студентами-першокурсниками технiчних унiверситетiв у лiтературi не знайдено.
Тому мета статт полягала в аналiзi рiвня загальноосвiтньоí пiдготовки з фiзичних основ механти студентiв першого курсу техычного унiверситету за допомогою вхiдного контролю, завдання якого мктили задачi з вказаного роздту фiзики.
Виклад основного матерiалу. Вiдомо, що протягом вивчення курсу загально' фiзики проводяться наступи види контролю знань та умшь студентiв: вхiдний, поточний, тематичний, модульний та пщсумковий. Вхiдний контроль - це контроль знань та умшь студенев iз загальноосвiтнього курсу фiзики, що проводиться на початку семестру, в якому вивчаеться вiдповiдний курс загально' фiзики [2, с. 179]. Необхщно вiдзначити, що курс загально' фiзики у технiчних ЗВО починаеться, як правило, з вивчення фiзичних основ механти. Тому, насамперед, важливо перевiрити знання та умiння студенев саме з шкiльного курсу механти. Крiм того, закони, принципи та основы поняття механiки е основою для подальшого вивчення загальнотехнiчних дисциплш, таких як: теоретична механiка, отр матерiалiв, теорiя механiзмiв i машин, пдравлта, матерiалознавство та iн. Отже, саме з вищевказаних мiркувань на вхщному контролi знань з фiзики студентам було запропоновано завдання з механти.
Пiд час вибору завдань до вхщного контролю та його проведення було враховано наступне: завдання повинн бути доступними для розв'язання; результати контролю повинн бути дост^рними; час, що видiлявся на вхщний контроль, не повинен був перевищувати 30 хв.
Для забезпечення доступност завдань вхiдного контролю було проаналiзовано програми 10-11 клаав, за якими вивчають фiзику у загальноосвiтнiх навчальних закладах. На сьогодн випускники вищезгаданих навчальних закладiв, що вступають до ЗВО, навчаються за рiзними програмами, ям передбачають вивчення фiзики за рiзними рiвнями пiдготовки: на рiвнi стандарту, на академiчному рiвнi та на рiвнi профiльного навчання [3]. Проаналiзувавши програми з фiзики рiзних рiвнiв пiдготовки, завдання до вхщного контролю були пiдiбранi таким чином, щоб рiвень 'х складностi не виходив за рамки програми з фiзики рiвня стандарту. Тобто, завдання, що пропонувалися, були доступними для уах студенев, незалежно вiд того, за яким рiвнем пiдготовки вони вивчали фiзику у загальноосвiтнiх навчальних закладах.
Щоб результати вхщного контролю були дост^рними, студентам було заборонено використовувати допомiжнi засоби (мобiльнi телефони, пщручники i т.п.) та спткуватися один з одним (контроль проводився у велика аудиторп, де кожен студент мав можливкть працювати за окремим столом). Числовi данi в завданнях були побран таким чином, щоб студенти могли виконувати обчислення без використання калькулятора.
В сучасних умовах, коли ктьккть годин, що видтяються на проведення практичних занять i так недостатня [4, с. 140], витрачати усю пару (80 хв.) на проведення вхщного контролю виглядае недоцтьним. Тому для забезпечення оперативности до вхщного контролю було побрано лише 5 завдань з механти, кожне з яких складалося з двох частин. Тобто, студентам пропонувалося розв'язати 10 нескладних задач з механти. Час, що видтявся на розв'язання кожно' задачi не повинен був перевищувати 3 хв. Отже, за таких умов вхщний контроль тривав не бтьше 30 хв.
Завдання до вхщного контролю знань та умшь студенев з механти наведен нижче.
1. Автомобть рухаеться рiвномiрно зi швидкiстю 72 км/год. Визначити:
1.1. Вщстань S, яку проходить автомобiль протягом 1 с.
1.2. Промiжок часу t, за який автомобть проходить шлях 1 км.
2. Автомобть розвивае швидккть 108 км/год за 6 с (стартуючи з мкця). Визначити:
2.1. Прискорення автомобтя a.
2.2. Шлях S, який проходить автомобiль за 6 с.
3. Автомобть рiвномiрно рухаеться по колу радiусом 500 м зi швидкiстю 72 км/год. Визначити:
3.1. Кутову швидкiсть автомобтя со .
3.2. Доцентрове прискорення автомобтя an .
4. Тiло масою 1 кг рухаеться рiвномiрно i прямолiнiйно зi швидкiстю 2 м/с. Визначити:
4.1. Кшетичну енерпю тiла K .
4.2. 1мпульс тiла P .
5. Матерiальна точка здiйснюе гармонiчнi механiчнi коливання за законом синуса. Амплп^уда гармоычних коливань A = 10 см, перюд коливань T = 4 с, початкова фаза коливань ф = 0 .
5.1. Визначити ци^чну частоту коливань с .
5.2. Записати рiвняння гармонiчних механiчних коливань матерiальноí точки X(t).
Як видно, першм три завдання були з кшематики, четверте завдання - на визначення iмпульсу i кшетично' енергГ'' поступального руху тта, п'яте завдання - на гармоычы механiчнi коливання. Максимальна кшьшсть балiв, яку могли отримати студенти, - 10 балiв (кожна вiрно розв'язана задача - 1 бал).
Таким чином, вхщний контроль було проведено на перших практичних заняттях у 2016-2017 та 2017-2018 навчальних роках у 6 академiчних групах першого курсу, що навчаються за спещальностями 274 «Автомобтьний транспорт» (2 групи), 275 «Транспорты технологи» (2 групи), 131 «Прикладна механта» та 015 «Профеайна освп^а
(транспорт)». Загальна кшьмсть студентiв, що прийняла участь у вхщному контролi у 2016-2017 навчальному роцi, становила 121 особу, в 2017-2018 роц - 127 оаб.
Результати вхщного контролю з фiзичних основ механти представлено на рис. 1. На вказаному рисунку видно, яка кшьмсть студенев (у вiдсотках, оскiльки в зазначених двох навчальних роках у вхщному контролi приймала участь рiзна кiлькiсть осiб) iз загально''' клькост розв'язали ту чи iншу задачу з механти.
N
12016-2017
12017-2018
1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 Задачi
Рис. 1. Результати вхiдного контролю з фiзичних основ механiки
Отже, як видно з рис. 1, у 2016-2017 навчальному роц студенти бтьш устшно справилися з задачами 1.1 (57.9% студенев з 121, тобто 70 оаб), 1.2 та 2.1 (35.5%, тобто 43 студенти вщповщно). Найменша ктьккть студенев розв'язали задачi 5.1 (7.4%, тобто 9 студенев) та 5.2 (5.8%, тобто 7 студенев). У 2017-2018 навчальному роц студенти мали устх при розв'язанн задач 1.1 (52.8% студенев з 127, тобто 67 оаб), 1.2 (28.3%, тобто 36 студенев) та 4.1 (22%, тобто 28 студенев). Найпрша ситуацiя склалася iз задачею 3.1, яку не розв'язав жоден студент, та з 2.2 (1.6%, тобто 2 студенти). Необхщно вщзначити, що за винятком задач 4.1 i 4.2, результати вхщного контролю, проведеного в 2016-2017 навчальному рощ, систематично перевищують вщповщы результати 2017-2018 навчального року.
На рис. 2 представлено розподт балiв, якi отримали студенти при виконанн завдань вхiдного контролю з фiзичних основ механiки в 2016-2017 та 2017-2018 навчальних роках. Отже, як видно з рис. 2, у 2016-2017, а також у 2017-2018 навчальних роках приблизно третина студенев не розв'язали жодно'( задачк Решта студенев у 2016-2017 навчальному роц у переважшй бiльшостi отримали оцшки низького (1-3 бали) i середнього (4-6 балiв) рiвня, а в 2017-2018 навчальному роц - оцшки низького рiвня. Максимальну оцiнку (10 балiв) за вхiдний контроль не отримав жоден студент. Середнш бал студенев за вхiдний контроль, проведений у 2016-2017 навчальному роц становив 2.4 бали, а в 2017-2018 навчальному роц - 1.5 балiв. Таким чином, рiвень пiдготовки студен^в-першокурсниюв з курсу механiки загальноосвiтньоí школи виявився достатньо низьким. Крiм того, цей рiвень мае тенденцiю до зниження, що пщтверджуеться тим фактом, що результати вхщного контролю, проведеного в 2017-2018 навчальному роц виявилися пршими, нiж у 2016-2017 роцГ Зокрема, середнiй бал студентiв за вхщний контроль зменшився на 37.5% за один навчальний рт.
Таким чином, якщо з тестовими завданнями, орiентованими на розпiзнавання та ствставлення теоретичного матерiалу, випускники загальноосвiтнiх навчальних закладiв хоч якось справляються, то з завданнями, в яких необхщно самоспйно згадати вiдомi закони i спiввiдношення з механiки та використати '(х для розв'язання навiть простих задач, виникають значнi труднощi. Останне може бути зумовлене тим, що механту в школi вивчають в 10 клаа. Враховуючи, що знання учыв з вказаного роздiлу фiзики i так нестiйкi та несистематизоваы, то за рiк вони просто забувають бiльшiсть пройденого матерiалу. ^м того, бiльшiсть випускникiв загальноосвiтнiх навчальних закладiв поступово втрачають такi навички, як запам'ятовування розглянутого теоретичного матерiалу з фiзики i подальше його вщтворення без допомiжних засобiв (конспек^в, пiдручникiв, iнтернет-ресурсiв тощо). Незважаючи на с^мкий розвиток iнформацiйних технологiй, коли будь-яку шформа^ю можна легко знайти в штернет чи за допомогою рiзних електронних носив, на думку автора, навички, пов'язан з запам'ятовуванням теоретичних вщомостей з фiзики та подальшим '(х самостiйним вiдтворенням з метою практичного використання, зокрема, для розв'язання задач, достатньо важливГ
60 ^ 50
СО
£ 40 «и
д 30 р
" 20 .о
& 10
1 0
33,9 35,4
53,5
26,5
8,7
1-3 4-6
Кшьмсть балiв
6,6
2,4 7-9
2016-2017
2017-2018
Рис. 2. Розподл бал'в вхiдного контролю з фiзичних основ механiки
0
Отриман у данш po6oTi результати в цтому узгоджуються з результатами робгг iнших aBTopiB, опублтованих ранiше. Зокрема, в роботi [5, с. 97] автори, виконавши порiвняння статистичних даних вхiдного тестування з фiзики студентiв технiчних унiверситетiв, що проводилося в 2009-2010 та 2010-2011 навчальних роках, вщзначають, що устшысть навчання за один навчальний рт знизилася на 19%, а я^сть навчання - на 11%. У робот [6, с 246] автори вщзначають, що близько 60% студенев набирають низькi бали за вхщне тестування з фiзики i мають ряд проблем п^д час навчання в техычному унiверситетi. Автори роботи [7, с. 153] за результатами вхщного тестування вщзначають, що у бтьшосп студентiв-першокурсникiв знання з курсу фiзики загальноосвiтньоí школи слабкi та несистематизоваы.
Висновки. Аналiз результатiв вхщного контролю студентiв першого курсу з фiзичних основ механiки, проведеного в 2016-2017 та 2017-2018 навчальних роках, показав, що бтьшлсть студенев не справилися з пропонованим завданням i, як наслщок, отримали низькi оцшки. Крiм того, спостерiгаeться зниження рiвня пiдготовки з вказаного роздiлу фiзики. Останне пiдтверджуeться тим фактом, що середый бал студентiв за вхщний контроль, проведений у 2017-2018 навчальному роц знизився на 37.5% у порiвняннi з результатом 2016-2017 навчального року. Таким чином, можна зробити висновок про те, що наявний рiвень загальноосвiтньоí пщготовки з фiзичних основ механiки у бiльшостi студенев першого курсу недостатнiй для подальшого успiшного опанування зазначеного роздiлу фiзики на рiвнi технiчного унiверситету.
Наступи роботи плануеться присвятити розгляду шляхiв подолання вiддаленостi, що утворилася мiж курсом фiзики загальноосвiтньоí та вищо'| технiчноí школи.
Список використаних джерел
1. Булавiн Л.А., Чолпан П.П., Ящук В.М. Державнi освiтнi стандарти - основа безперервно' фiзичноí освгти. Збiрник наукових праць Кам'янець-Подiльського нацюнального унiверситету iм. 1вана Огiенка. Серiя: Педагогiчна. 2004. № 10. С. 63-66.
2. Кулик Л.О., Ткаченко А.В. Актуальн привнесення в сучасну технолопю контролю знань та умшь студенев з фiзики. Науковi записки. Серiя: Проблеми методики фiзико-математичноí i технологiчноí освiти. 2015. Т. 3, № 7. С. 177-182.
3. Навчальн програми для 10-11 клаав загальноосвп>лх навчальних закладiв. Мiнiстерство освiти i науки Украши. URL: https://mon.gov.ua/ua/osvita/zagalna-serednya-osvita/navchalni-programi/navchalni-programi-dlya-10-11-klasiv (дата звернення: 25.12.2017).
4. 1щенко Р.М. Аналiз сучасного стану викладання фiзики в технiчних унiверситетах Украши. Збiрник наукових праць Уманського державного педагопчного унiверситету iм. Павла Тичини. 2016. Вип. 1. С. 136-142.
5. Матвмчук О.В., Подласов С.О., Бурмктров О.М. Аналiз чинникiв, ям впливають на навчання студентiв з фiзики у вищiй технiчнiй школГ Науковий вiсник Ужгородського нацiонального уыверситету. Серiя: Педагогiка. Соцiальна робота. 2011. Вип. 22. С. 96-99.
6. Подласов С.О., Матвмчук О.В. Аналiз структури знань з фiзики студенев за результатами вхiдного контролю. Вкник Чернiгiвського нацiонального педагогiчного унiверситету iм. Т.Г. Шевченка. 2013. № 109. С. 244-248.
7. Пастушенко С.М., Кулшенко В.М., Лень Т.С. Вхщний контроль знань студентiв з фiзики у вищих навчальних закладах. Науковий вкник Ужгородського нацiонального унiверситету. Серiя: Педагогiка. Соцiальна робота. 2011. Вип. 21. С. 150154.
References
1. Bylavin L.A., Cholpan P.P., Yaschyk V.M. State educational standards - the basis of continuous physical education // Zbirnyk naukovykh prats Kam'yanets-Podilskoho natsionalnoho universytetu im. Ivana Ohiyenka. Seriya: Pedahohichna. 2004. № 10. P. 63-66. (in Ukrainian)
2. Kulik L.O., Tkachenko A.V. Current introduction to the modern technology of controlling knowledge and skills of students in physics // Naukovi zapysky. Seriya: Problemy metodyky fizyko-matematychnoyi i tekhnolohichnoyi osvity. 2015. V. 3, № 7. P. 177-182. (in Ukrainian)
3. Educational programs for 10-11 classes of general educational institutions // Ministerstvo osvity i nauky Ukrayiny: [site]. URL: https://mon.gov.ua/ru/osvita/zagalna-serednya-osvita/navchalni-programi/navchalni-programi-dlya-10-11-klasiv (date of appeal: 25.12.2017). (in Ukrainian)
4. Ishchenko R.M. An analysis of the current state of teaching physics in technical universities of Ukraine // Zbirnyk naukovykh prats Umanskoho derzhavnoho pedahohichnoho universytetu im. Pavla Tychyny. 2016. Issue 1. P. 136-142. (in Ukrainian)
5. Matviychuk O.V., Podlasov S.O., Burmistrov O.M. Analysis of the factors influencing the training of students in physics at higher technical school // Naukovyy visnyk Uzhhorodskoho natsionalnoho universytetu. Seriya: Pedahohika. Sotsialna robota. 2011. Issue 22. P. 96-99. (in Ukrainian)
6. Podlasov S.O., Matviychuk O.V. Analysis of the structure of knowledge in the physics of students based on the results of the entrance control // Visnyk Chernihivskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu im. T.G. Shevchenka. 2013. № 109. P. 244-248. (in Ukrainian)
7. Pastushenko S.M., Kulishenko V.M., Len T.S. Entrance control of students' knowledge of physics in higher education institutions // Naukovyy visnyk Uzhhorodskoho natsionalnoho universytetu. Seriya: Pedahohika. Sotsialna robota. 2011. Issue 21. P. 150-154. (in Ukrainian)
ANALYSIS OF RESULTS OF ENTRANCE CONTROL OF KNOWLEDGE FROM PHYSICAL FUNDAMENTALS OF MECHANICS
OF TECHNICAL UNIVERSITY STUDENTS Ruslan Ishchenko
National Transport University, Ukraine
Abstract. The paper presents the results of the input control of knowledge of the physical principles of mechanics first-year students of technical University was carried out at the beginning of the 2016-2017 and 2017-2018 academic years. Input
W3MK0-MATEMATMHHA OCBITA ($MO)
BunycK 1(15), 2018
control consisted of the tasks specified section of physics, the complexity of which did not go beyond the program in physics for secondary schools-level standard. In particular, the first three problems on kinematics, the fourth task is the determination of the momentum and kinetic energy of translational motion of the body, the fifth task - harmonic mechanical vibrations. Analysis of the results of the input control of knowledge of students of the first course in physical principles of mechanics, held at the beginning of these two academic years, showed that most students did not cope with the proposed task and, consequently, received the lowest scores. In addition, a decrease in the level of preparation of students in the specified section of physics. The latter is confirmed by the fact that the average score of students on the input control carried out in the 2017-2018 school year, decreased by 37.5% compared to the result of the 2016-2017 school year. Discovered the majority of students are quite low level of General education in the physical principles of mechanics may be due to the fact that this branch of physics studying in school in 10th grade. Given that the students ' knowledge on mechanics are unstable and unstructured, they just forget most of the material covered. In addition, as experience shows, the majority of graduates of secondary schools are losing important skills such as memorizing of the considered material theoretical physics and its further self-reproduction for the purpose of practical use, particularly for solving problems. Thus, on the basis of the analysis of the results of incoming inspection concluded that the existing level of General education physical foundations of mechanics of most first-year students is inadequate for successful study of this section of physics of the technical University.
Key words: entrance control of knowledge, physical fundamentals of mechanics, level of students' training, academic year, technical university.
