CC BY
85
УДК 372.853 ББК 74.262.23
ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ФИЗИКЕ УЧАЩИХСЯ ШКОЛ РОССИИ И СИНГАПУРА*
Н.С. Пурышева, Д.А. Исаев
Аннотация. В статье приводятся результаты сравнительного анализа учебных и контрольно-измерительных материалов по физике России и Сингапура - страны с наиболее динамично развивающейся образовательной системой. Анализ показывает, что, несмотря на высокий уровень требований к образовательным результатам и соответствие экзаменационных материалов мировым стандартам, основной целью в российской школе является подготовка к ЕГЭ. Необходимо изменить эту целевую установку и организовать обучение физике так, чтобы оно позволяло учащимися быть успешными не только при тестировании, но и при последующем обучении в профессиональных образовательных организациях. Для этого необходимо создать задачники, рабочие тетради и пр., содержащие не только задачи, но и задания, выполнение которых требует не просто решить задачу и записать ответ, но и дать пояснения, доказать, обосновать свою точку зрения, применить знания для решения проблем.
Ключевые слова: PISA, сравнительный анализ, качество образовав ния, итоговая аттестация, физическое образование.
FINAL ATTESTATION IN PHYSICS OF THE HIGH SCHOOL STUDENTS IN RUSSIA AND SINGAPOUR
N.S. Purysheva, D.A. Isaev
Abstract. The article presents the results of a comparative analysis of educational and test materials in physics in Russia and Singapore, the country with the dynamically developing educational system. The analysis shows that, despite the high level of requirements to educational results and examination materials according to international standards, the main goal of the
* Работа над данной статьей проводилась при поддержке Департамента образования города Москвы, в рамках проекта «Проведение сравнительного анализа эффективности образовательных программ по предметам математики, физики, информатики, химии, биологии в системах общего образования Китая, Ю. Кореи, Сингапура с целью распространения лучшего мирового опыта в системе образования г. Москвы.
81
Russian school is to prepare for the exam. It is necessary to modify this objective and to organize the teaching of physics so that students will be successful not only in testing, but also in further learning in vocational educational institutions. For this it is necessary to create problem books, workbooks, etc. that contain tasks, implementation of which requires not only to solve the problem and record the answer, but to explain, to prove, to substantiate their point of view, to apply knowledge to solve problems.
Keywords: PISA, comparative analysis, quality of education, final examination, physics education.
82
Как показывают данные международного исследования качества образования PISA, российские школьники значительно отстают от своих корейских, китайских, сингапурских сверстников. В связи с этим возникает необходимость вывления причин таких результатов наших школьников, анализа зарубежного опыта, в частности обучения физике и диагностики образовательных результатов учащихся, и выявления методических находок, которые могли бы быть использованы в преподавании физики в России.
Итоговая аттестация выпускников школ в разных странах, дающих наиболее хорошие результаты по исследованию PISA, среди которых — Южная Корея, Китай, Сингапур, организована по-разному.
В Южной Корее все выпускники школ, как и у нас, сдают единый государственный экзамен, который проходит в ноябре. Все предметы сдаются в один день, поэтому экзамен длится 8 часов. Школьники могут сдавать все предметы или выбрать некоторые из списка: словесность, математика, английский язык, естественнонаучные предметы, второй иностранный язык или китайские иероглифы, классиче-
ская литература. Причем словесность и математика предлагаются на двух уровнях — базовом и профильном. Не разрешается сдавать обе дисциплины на базовом уровне. В общей сложности выпускники сдают максимум 4 экзамена. По статистике примерно каждый пятый идет на пересдачу.
В Китае учащиеся при переходе с одной ступени образования на другую сдают три экзамена: китайский язык и культуру, математику и английский язык. Единый государственный экзамен проводится в конце мая — начале июня одновременно по всей стране и считается одним из самых сложных в мире. Для получения аттестата о школьном образовании учащиеся должны сдать три обязательных экзамена: по китайскому языку и культуре, математике, иностранному языку, а также один интегрированный экзамен по выбору по гуманитарным или точным наукам в зависимости от выбранного профиля продолжения образования: технического или академического. Для поступления на технический профиль необходимо сдать комплексный экзамен, включающий физику, химию, информатику, биологию и географию;
для поступления на академическии профиль — экзамен, включающий обществознание, политику, экономику, право, историю. Как правило, успешно сдают этот экзамен около 70% выпускников китайских школ. Меры безопасности на экзамене — строжайшие. Попавшегося на списывании пожизненно лишают права его сдавать.
Учащиеся, успешно сдавшие государственные экзамены, получают право участвовать во вступительных экзаменах в высшие учебные заведения при условии, что их результаты удовлетворяют критериям, определенных вузом. Для поступления в вуз абитуриенты должны сдать специальный экзамен по семи предметам.
Система школьного образования в Сингапуре предусматривает три уровня обучения:
• Начальный уровень — рассчитан на шесть лет. За время обучения дети проходят углубленный курс по математике, английскому и китайскому языкам. После завершения курса сдают экзамены и получают свидетельство PSLE.
• Средний. На основании знаний, полученных за время начального обучения, детей распределяют по специализированным группам.
• Предуниверситетский. После окончания курса учащиеся получают сертификат класса ОСЕ «А», что дает право для бесплатного обучения в профильном университете.
После окончания каждой ступени школы дети сдают обязательные экзамены. Все начальные школы Сингапура осуществляют деятельность на основании единой системы обучения. Дополнительные нагруз-
ки в виде спортивных занятии, уроков по эстетическому воспитанию, уроков для одаренных детеИ не запрещены.
На основании результатов экзаменов дети поступают в средние школы, образование в которых осуществляется по специальным курсам. Распределение производится на основании результатов экзаменов после начальной школы. И это следующие курсы:
• Специальный, предполагающий углубленное изучение родного языка; в остальном обучение схоже с экспресс-курсом.
• Стандартный, предполагающий доскональное изучение технических предметов на техническом направлении, когда как на академическом направлении студенты изучают, например, бухгалтерское дело. На стандартных курсах по их окончании принято было сдавать экзамен для получения N-уровня, но в 2004 г. Минобразования Сингапура принял решение о предоставлении возможности некоторым студентов пробовать получать О-уровень без предвари- 83 тельной сессии на N-уровень.
• Экспресс. Срок обучения - 4 года и сдача экзамена на право получения О-уровня, то есть ординарного (обычного, посредственного). Поверхностное изучение смеси креольского, английского и родного для жителей страны языка.
• Нормальный академический отличается от других сроком обучения в 5 лет.
• Предпрофессиональный. Этот курс не предполагает возможность получения сертификата Advanced-level и участия в спецпрограмме интеграции обучения. На этом уровне
84
студенты вправе выбрать 6-10 предметов с последующей сдачей экзамена на Ordinary-level, но в этом списке обязательно должны присутствовать математика, по одному естественному и гуманитарному предмету, а также языки — родной и английский.
Лучшим выпускникам предоставляется возможность дальнейшего обучения в сингапурских университетах без сдачи вступительных экзаменов.
В России итоговая аттестация учащихся проводится по окончании основной школы и при окончании старшей (полной) школы. По окончании основной школы учащиеся сдают два обязательных экзамена (Основной государственный экзамен — ОГЭ) по русскому языку и математике. По выбору они могут сдать экзамены по любым другим предметам, число экзаменов не ограничено, но обычно их бывает не больше двух. Как правило, учащиеся сдают экзамены, соответствующие выбранному профилю дальнейшего обучения в школе, гимназии, лицее или в колледже.
По окончании средней школы обязательными экзаменами являются два экзамена (Единый государственный экзамен — ЕГЭ): по русскому языку и математике. Успешно сдавшими эти два экзамена считаются учащиеся, набравшие больше баллов, чем установлено. В этом случае учащиеся получают свидетельство об общем среднем образовании. Для поступления в высшее учебное заведение учащиеся должны получить на экзаменах по русскому языку и литературе число баллов, не меньше установлен-
ного тем или иным вузом. Помимо этих двух обязательных экзаменов, выпускники школ должны сдать один или два экзамена по предметам, которые являются профильными для того или иного вуза. При этом один экзамен определяется Министерством образования и науки РФ и является единым для направления высшего образования.
Аттестация учащихся носит характер федерального экзамена. Это означает, что существует Федеральная комиссия, которая определяет формат экзамена, общие требования к его содержанию и организации, критерии и нормы оценки. Предметные секции этой комиссии разрабатывают кодификатор (состав элементов знаний, которые подлежат проверке) и спецификацию (структуру и план теста). Основная задача предметной комиссии — разработка контрольно-измерительных материалов, которые проходят несколько этапов как внутренней экспертизы, которую осуществляют разработчики заданий, так и внешнюю с помощью независимых экспертов. В состав группы внешних экспертов входят физики, методисты, учителя и обязательно тестологи — специалисты в области педагогической квали-метрии. На первых этапах экспертизы оцениваются отдельные задания, на последующих этапах — собранные варианты контрольно-измерительных материалов.
Федеральные государственные стандарты, построенные на основе системно-деятельностного подхода, ставят перед системой общего образования новые цели, которые сформулированы в виде образовательных результатов: личностных,
предметных и метапредметных. С одной стороны, развитие личности обучаемых всегда входило в число задач, которые решались системой общего образования, и не является абсолютно новой для нашей системы образования, так же, как и задача достижения метапредметных образовательных результатов, — связь обучения физике с жизнью выступала и выступает как дидактический принцип обучения. С другой стороны, поскольку школа выполняет социальный заказ, который не остается неизменным, то и конкретизация этих задач приобратает новое содержание. Соответственно, должны измениться не только результаты обучения и способы их достижения, но и система их оценки.
В настоящее время к основным особенностям системы оценки образовательных результатов учащихся, ориентированной на новые образовательные стандарты, являются:
• комплексный подход к оценке результатов образования (оценка предметных, метапредметных и личностных результатов общего образования);
• оценка успешности освоения содержания отдельных учебных предметов на основе системно-дея-тельностного подхода, проявляющегося в способности к выполнению учебно-практических задач;
• оценка динамики образовательных достижений учащихся;
• использование комплекса процедур итоговой оценки и аттестации учащихся и мониторинговых исследований состояния и тенденций развития системы образования;
• уровневый подход к разработке планируемых результатов,
инструментария и представлению данных;
• использование накопительной системы оценивания (портфолио), характеризующей динамику индивидуальных образовательных достижений;
• использование наряду со стандартизированными письменными или устными работами таких методов оценки, как проекты, практические работы, творческие работы, самоанализ и самооценка, наблюдения и др. [1, с. 4].
В соответсвии с требованиями ФГОС, контрольно-измерительные материалы (КИМ) для итоговой государственной аттестации по физике включают в себя задания трех типов:
• задания с выбором одного ответа из четырех предложенных;
• задания с кратким свободным ответом в виде числа, являющегося ответом к задаче, или в виде числа, представляющего собой комбинацию цифр при множественном выборе;
• задания с развернутым свободным ответом (словесное обоснование, 85 аналитическое решение комбинированной задачи).
Каждый вариант экзаменационной работы состоит из двух частей и включает в себя 32 задания, различающихся формой и уровнем сложности.
Часть 1 содержит 24 задания, из которых 9 заданий — с выбором и записью номера правильного ответа и 15 заданий — с кратким ответом, в том числе задания, предполагающие самостоятельную запись ответа в виде числа, а также задания на установление соответствия и на множественный выбор, в которых ответы
86
необходимо записать в виде последовательности цифр.
Часть 2 содержит 8 заданий, объединенных общим видом деятельности — решение задач. Из них 3 задания — с кратким ответом (25—27) и 5 заданий (28—32), для которых необходимо привести развернутый ответ.
Задания с выбором ответа проверяют:
• знание физических понятий, величин, законов, принципов, постулатов.
Задания с кратким ответом проверяют:
• понимание смысла физических понятий, величин, законов, принципов, постулатов;
• умение применять полученные знания при решении простых физических задач;
• умение отличать гипотезы от научной теории, делать выводы на основе эксперимента и т.д.;
• умение приводить примеры практического использования физических знаний;
Задания с развернутым ответом проверяют:
• умение описывать и объяснять физические явления и свойства тел, результаты экспериментов;
• умение применять полученные знания при решении комбинированных физических задач;
• умение использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни [2].
В качестве примеров на рис. 1-3 приведены задания из демонстрационного варианта КИМ ЕГЭ 2015 г. [2].
В Сингапуре учебные курсы физики, как и других предметов, конструируются на основе требований к конечным результатам обучения на соответствующем уровне. Эти требования публикуются в официальных документах SEAB (Singapore Examinations and Assessment Board) — независимого Совета по экзаменам и оцениванию. В них приведены цели, которые должны быть достигнуты в ходе обучения, что, собственно, и проверяет экзамен на различных задачах, типы которых также приведены в требованиях.
Интересно рассмотреть описание требований к результатам обучения физике кандидатов на поступление в университет. Такое право дает сертификат A-level.
Анализируя обозначенные в документах SEAB, например [9], цели
13
Незаряженное металлическое тело внесли в однородное электростатическое поле, а затем разделили на части А и В (см. рисунок). Какими электрическими зарядами обладают эти части после разделения?
1) А - положительным; В - останется нейтральным
2) А - останется нейтральным; В - отрицательным
3) А - отрицательным; В - положительным
4) А - положительным; В - отрицательным
F.
(ТВ
Ответ:
: □
Рис. 1. Пример задания с выбором ответа
11
Объём сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое, выпустив половину газа и поддерживая температуру в сосуде постоянной. Как изменились при этом давление газа в сосуде и его внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Давление газа в сосуде Внутренняя энергия газа в сосуде
а)
Груз, привязанный к нити, отклонили от положения равновесия и в момент t = 0 отпустили из состояния покоя (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца соответствующую позицию из второго столбца.
подберите
ГРАФИКИ
А)
Б)
К/ V
т г
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) координатах
2) проекция скорости Шх
3) кинетическая энергия Ек
4) потенциальная энергия Еп
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А Б
7
0
0
0
87
б)
Рис. 2 (а, б). Примеры заданий с кратким ответом
и задачи, можно утверждать, что они во многом совпадают с представленными в российских нормативных документах. Так, например, кандидаты должны быть в состоянии продемонстрировать знания и понимание в отношении следующих категорий: научные явления, факты,
законы, определения, понятия, теории. Также экзаменующиеся должны владеть научной терминологией, знать символы физических величин, их определения, единицы этих величин. Проверяется знание прикладных аспектов: применение законов физики в научных и технологиче-
24
Рис. 1
и, В.
10
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево. На рис. 2 приведены графики, построенные по результатам измерений для двух разных источников напряжения.
Выберите два утверждения, соответствующих результатам этих опытов, и запишите в таблицу цифры, под которыми указаны эти утверждения. Вольтметр считать идеальным.
1) При силе тока 12 А вольтметр показывает значение ЭДС источника.
2) Ток короткого замыкания равен 12 А.
3) Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью.
4) Во втором опыте ЭДС источника в 2 раза меньше, чем в первом.
5) В первом опыте ЭДС источника равна 5 В.
5 10
Рис. 2
I, А
О твет:
в)
Рис. 2(в). Примеры заданий с кратким ответом
28
88
Непосредственно над неподвижно закреплённой проволочной катушкой на её оси на пружине подвешен полосовой магнит (см. рисунок). Куда начнёт двигаться магнит сразу после замыкания ключа? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.
а)
Заряженный конденсатор С1Н1 мкФ включён в последовательную цепь из резистора Я Н 300 Ом, незаряженного конденсатора С2 Н 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты
Я
130 мДж. Чему равно первоначальное напряжение на конденсаторе С1?
б)
Рис. 3 (а, б). Примеры заданий с развернутым ответом
я
л
5
31
2
ских целях, а также сопряженные с этими применениями социальные, экономические и экологические последствия.
Экзамен содержит достаточно сложные задания, требующие творческого подхода, поскольку в Сингапуре большое внимание уделяется развитию интеллектуальных способностей. В документах SEAB формулируются и затем проверяются на экзамене требования к мета-предметной подготовке экзаменующихся. Например, среди требований указано, что экзаменующиеся должны уметь находить, выделять, систематизировать и представлять информацию из различных источников, переводить ее из одной формы в другую, использовать ее для выявления закономерностей и тенденций, формулировать выводы, представляя аргументированные объяснения явлений, закономерностей и связей, а также делать прогнозы и выдвигать гипотезы. Кроме того, проверяются умения применять знания в новых ситуациях.
В настоящее время экзаменующиеся не оцениваются по их практическим умениям и навыкам, поскольку по умолчанию предполагается, что они выполняли практические работы во время занятий физикой в школе, что, в свою очередь, является необходимым условием обеспечения успешного изучения физики.
Требования к оцениванию становятся более понятными при рассмотрении предметного содержания, представленного в следующих разделах:
1. Измерения.
2. Механика Ньютона.
3. Волны.
4. Электричество и магнетизм.
5. Современная физика.
Каждый из разделов достаточно
подробно раскрыт. Так, например, раздел «Механика Ньютона» таков:
1. Кинематика
Содержание
• Прямолинейное движение
• Криволинейное движение.
Результаты Обучения:
Кандидаты должны быть в состоянии
(a) определить понятия: перемещение, скорость и ускорение;
(b) использовать графические методы для представления пройденного пути, перемещения, скорости и ускорения;
(c) найти перемещение по площади под графиком зависимости скорости от времени;
(ф использовать угол наклона графика зависимости перемещения от времени, чтобы найти скорость;
(е) использовать угол наклона графика зависимости скорость от времени, чтобы найти ускорение;
(ф) выводить из определений скорости и ускорения уравнения, описывающие равноускоренное движение по прямой линии;
решать задачи с помощью уравнений, описывающих равноускоренное движение по прямой, в том числе падение тел в однородном гравитационном поле без сопротивления воздуха;
(Ь) описывать качественно характер движения тел при их падении в однородном поле тяжести с сопротивлением воздуха;
© описывать и объяснять движение с постоянной скоростью в одном направлении и равноускорен-
89
ное в перпендикулярном направлении [9].
Следующими подразделами «Механики Ньютона» являются «Динамика», «Силы», «Работа, энергия и мощность», содержание и результаты обучения по которым приведены в той же форме.
Отдельно существуют требования к математической подготовке экзаменующихся.
Более конкретные требования SEAB, на первый взгляд, не формулирует. Однако это не так. Требования к содержанию и глубине изучения материала на уровне конкретных дидактических единиц SEAB закладывает в ссылки на реа комендуемые для подготовки к экзамену учебники. Для уровня A-level это книги АкгШ [8], Breithaupt [7], Т. Dunсan [3], К. О^. [4] и R. Hutchings [5]. Именно из этих книг можно сделать более полный вывод о том, какие именно задачи и вопросы могут быть представлены на экзамене. Несмотря на конкретные рекомендации, они со-90 провождаются фразой: «Учителям предлагается выбирать тексты для использования в классе, которые, по их представлениям, будут интересны их ученикам и позволят поддерживать собственный стиль преподавания» [9]. Таким образом, данные учебники являются своеобразными эталонами, по которым можно ориентироваться на уровень требований на экзамене, но работать учителя могут и по другим — это одно из проявлений академической свободы, характерной для системы образования в Сингапуре.
Об уровне и содержании экзаменационных задач можно судить
и по материалам так называемых «десятилетних серий» — сборников вопросов и задач по материалам экзаменов за прошедшие десять лет, достаточно широко используемых в Сингапуре. Экзаменационные задачи прошедших лет представлены и в Интернете. Рассматривая задачи из этих источников, можно констатировать совпадение уровней сложности предлагаемых там вопросов и задач и аналогичных — из отечественных контрольно-измерительных материалов. Вот несколько примеров:
1. Джек стоит на вертикальном краю утеса, бросая с него камни в море. Он бросает камень горизонтально со скоростью 20 м/с, находясь на высоте 560 м над уровнем моря. (а) Через сколько времени камень, брошенный Джеком, ударится о воду? Считать g=9,8 мс-2, сопротивлением воздуха пренебречь. (б) Найти расстояние от основания скалы до точки, где камень попадает в воду.
2. Робин послал стрелу с вертикальной составляющей скорости 30 мс-1 и горизонтальной составляющей 20 мс-1, держа лук на расстоянии 1 м от поверхности земли. Найдите максимальную высоту, на которую поднимется стрела над поверхностью земли. Считать g=9,8 мс-2, сопротивлением воздуха пренебречь.
Рис. 4. График движения мотоциклиста (к задаче №4)
3. Изобразите примерный вид графика зависимости смещения от времени, если движение: а) равномерное; б) равноускоренное; в) рав-нозамедленное.
4. Опишите характер движения мотоциклиста по приведенному графику (рис. 4).
5. Ребенок проползает 5 м за 8 секунд с постоянной скоростью. Затем он останавливается на 5 секунд, потом перемещается дальше еще на 3 м за 5 секунд. Наконец, он возвращается назад к начальной точке за 10 секунд, перемещаясь с постоянной скоростью.
а) Нарисуйте график зависимости смещения от времени, характеризующий путешествие ребенка.
б) Рассчитайте его скорость на каждой отдельной стадии путешествия.
Экзамен состоит из двух частей. Первая — меньшая — длится 1 час, когда экзаменующиеся отвечают на 30 вопросов, выбирая один из четырех предлагаемых вариантов ответа. Максимальный балл за эту часть — 30. Вторая часть длится 2 часа и, в свою очередь, делится на две — А и В. В части А представлены структурированные задачи и вопросы, в том числе — вопрос на основе данных из каких-либо источников ("data-based question"). Максимальный балл за часть А — 20. В части В экзаменующимся предлагаются 3 вопроса (по 20 баллов каждый), из которых необходимо по их выбору ответить на два. Эти вопросы, являясь комбинированными, требуют интеграции знаний из разных разделов программы.
Таким образом, знание и понимание материала вносят до 40% в
итоговый результат, а работа с информацией (получение, анализ и применение) — до 60%.
В отличие от российской школы, где подготовка к Единому государственному экзамену, как правило, осуществляется на специальных занятиях в выпускном классе, поскольку задачники по физике и большинство рабочих терадей выстроены традиционно и в них отсутствуют задания формата ЕГЭ, школьники Сигапура используют рабочие тетради, содержащие задачи и задания, структурированные в формате выпускного экзамена.
Так, каждый раздел рабочей тетради начинается с рассмотрения примеров заданий разного типа: задания, для ответа на которые необходимо осуществить выбор одного ответа из четырех приведенных ответов (Multiple-Choice Questions), структурированные вопросы (Structured Questions) (у нас - это задания с кратким ответом) и задания со свободным ответом (Free-Response Questions). Затем приводится система заданий, указанных выше типов [6]. Такая структура принята для заданий по всем темам. Важно, что в тетради учащиеся должны записывать не только краткий ответ или решение задачи, но и соответствующие рбъяснения, обоснования и пр.
Ниже приведен в качестве примера фрагмент рабочей тетради.
Часть А: Вопросы с множественным выбором ответа
1. Самолет летит с нормальной скоростью. Попав в зону турбулентности, он внезапно начинает падать вертикально вниз. Пассажиры само-
91
лета, которые не привязаны ремнем безопасности
A. Ударились о кресло перед ними
Б. Ударились о потолок кабины
самолета
B. Отклонились от спинки своего кресла
Г. Ощутили толчок вниз, сидя в своем кресле.
2. Космонавт выполняет эксперимент в открытом Космосе, толкая шар вперед. Какое из приведенных утвеждения является правильным?
A. Толкать шар в открытом Космосе легче, чем на Земле
Б. Толкать шар на Земле легче, чем в открытом Космосе
B. Толкать шар вперед в открытом Космосе так же трудно, как на Земле
Г. В открытом Космосе шар тяжелее.
3. Вес тела на Луне 34 Н. Каков вес этого тела на Земле? (Примите g = 10 Н/кг; gk=1,7 Н/кг)
А. 5,8 Н
Б. 3,4 Н 92 В. 20 Н
Г. 200 Н
(После текста данной задачи и вариантов ответа в тетради выделено место для вычислений/объяснений.)
4. Какой из брусков — А, Б, В, Г — сделан из вещества наименьшей плотности (см. табл. 1)?
(После текста данной задачи и таблицы в тетради выделено место для вычислений/объяснений.)
Часть Б: Структурированные вопросы
1. Объясните следующие наблюдения:
(а) Масса яблока на Земле такая же, как на Луне.
(б) Вес яблока на Земле отличается от его веса на Луне.
2. (а) (1) Сравните понятия массы и инертности
(2) Какое тело более инертно: легковой автомобиль или грузовой? Ответ поясните.
(б) Во многих странах существует правило, в соответствии с которым пассажиры, находящиеся в автомобиле, обязаны пристегиваться ремнем безопасности. Объясните, почему.
3. (а) Масса человека 70 кг. Напряженность гравитационного поля (ускорение свободного падения) на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Напряженность гравитационного поля на Юпитере в 2,64 раза больше, чем на Земле. Определите вес человека на Луне и на Юпитере. (Примите ускорение свободного падения равным 10 м/с2.)
(б) Объясните, где человеку легче поднять коробку массой 10 кг: на Земле или на Луне.
4. (а) Дайте определение понятия плотности вещества.
Таблица 1
Данные к задаче о брусках
Брусок Масса, г Длина, см Ширина, см Высота, см
А 360 6 4 3
Б 480 5 4 4
В 600 5 5 3
Г 800 10 5 3
(б) Известно, что длина ребра деревянного куба 10 см, а его масса 600 г. Вычислите плотность дерева в г/см3.
(в) Плотность железа 7900 кг/м3. Вычислите объем 2 кг железа.
(г) Известно, что плотность воздуха 1,25 кг/м3. Вычислите массу воздуха в пустой комнате, размеры которой 6м х 5м х 3м.
5. (а) Масса медного шара 1 кг. Вычислите редиус шара, если известно, что плотность меди 8900 кг/м3.
(б) Пустой сосуд имеет массу 88 г. Когда в него налили 20 см3 ртути, то общая масса сосуда и ртути стала равной 360 г. Вычислите плотность ртути в г/см3 и в кг/м3.
Часть В: Вопросы со свободным ответом
1. (а) Объясните, почему кусок растянутой резины легче, чем кусок нерастянутой резины такого же объема.
(б) Объем воздуха некоторой массы составляют 80% азота и 20% кислорода. Плотность воздуха 1,29 кг/ м3, плотность кислорода 1,43 кг/м3. Вычислите плотность азота.
Вопросы, основанные на числовых данных
Доктор Х открыл новую жидкость. Объем этой новой жидкости
изменяется при ее помещении в разные условия (например, на разные планеты).
(а) Установите, как ведет себя масса жидкости на разных планетах.
(б) Заполните таблицу, показывающую, как изменяется плотность новой жидкости на разных планетах и на Луне (см. табл. 2).
(в) Напряженность гравитационного поля (ускорение свободного падения g) зависит от массы планеты и расстояния от центра планеты в соответствии с формулой:
6,67 х 10-11 х масса планеты (радиус планеты )2
Объясните, почему ускорение свободного падения различно на разных планетах.
Радиус Земли 6,4 х 106 м, ее масса 6,0 х 1024 кг. Вычислите ускорение свободного падения, используя приведенную формулу.
Для того чтобы найти массу планеты, ученые определяют ее радиус и вычисляют ее массу, используя приведенную выше формулу для g. _„ Известно, что радиус Юпитера 7,1 х 93 107 м. Определите его массу, используя данные, приведенные в таблице.
Анализ приведенных заданий позволяет сделать следующие выводы:
Таблица 2
Данные к задаче о новой жидкости
Планета Масса новой жидкости Ускорение свободного падения Объем новой жидкости Вес новой жидкости Плотность новой жидкости
Земля 100 г 10 Н/кг 10 см3
Луна 1,6 Н/кг 5 см3
Марс 3,7 Н/кг 0,25 г/см3
Юпитер 24,9 Н/кг 500 см3 2,49 Н
94
1. В экзаменационных материалах ЕГЭ по физике в России присутствуют задания разных типов, порой более разнообразные и интересные не только в плане содержания, но и в плане формы их представления, что позволяет считать уровень требований к образовательным результатам учащихся российской школы высоким, а экзаменационные материалы удовлетворяющими мировым стандартам.
2. Необходимо изменить целевую направленность обучения физике: считать основной целью не подготовку к ЕГЭ, а обучение физике, позволяющее учащимся быть успешными не только при сдаче ЕГЭ, но и при последующем обучении в профессиональных образовательных организациях.
3. Следует создать дидактические материалы (задачники, рабочие тетради, сборники диагностирующих материалов и пр.), содержащие не только задачи, но и задания, соответствующие формату ЕГЭ, выполнение которых требует не только решить задачу и записать ответ, но и дать пояснения, доказать и обосновать свою точку зрения, применить знания к решению проблем.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Болотов, В.А. Российская система оценки качества образования: главные уроки (аналитический обзор) [Электронный ресурс] / В.А. Болотов, И.А. Вальдман, Г.С. Ковалёва, М.А. Пинская. - 42 с. -URL: http://www.rtc-edu.ru/sites/default/ ffles/fües/pubHc/Russia%20education%20 assessment%20system.doc (дата обращения: 15.12.2015).
2. Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов единого госу-
дарственного экзамена 2015 года по физике. - 30 с. [Электронный ресурс]. - URL: http://ege.edu.ru/common/upload/docs/2015 /fi_11_2015.zip (дата обращения: 10.12. 2015).
3. Advanced Physics (4th Edition) [Text] / Ed. by T. Duncan. - John Murray, 2000. - 600 p.
4. Advanced Physics (2nd Edition) [Text] / Ed. by K. Gibbs. - Cambridge University Press, 1990. - 216 p.
5. Bath Advanced Science: Physics (2nd Edition) [Text] / Ed. by R. Hutchings. -Nelson Thornes, 1999. - 592 p.
6. (Dr.) Charies, Chew, et al. Physics. Workbook. GCE 'O' Level. 4-th Edition [Text] / (Dr.) Charies, Chew, Chow, Siew Foong, (Dr.) Ho, Boon Tiong, Tan, Peng Yeon. -Marshall Cavendish Education Pte. Ltd, 2014. - 220 p.
7. New Understanding Physics for Advanced Level (4th Edition) [Text] / Ed. by J. Breithaupt. - Nelson Thornes, 2000. -736 p.
8. Practice in Physics (3rd Edition) [Text] / Ed. by Akrill et al. - Hodder & Stoughton, 2000.
- 272 p.
9. PHYSICS. Higher 1 (2016) (Syllabus 8866).
- Singapore Examinations and Assessment Board, 2015. - 20 p. [Electronic resource].
- URL: http://www.seab.gov.sg/content/ syllabus/alevel/2016Syllabus/8866_2016. pdf (accessed: 01.12.2015).
REFERENCES
1. Advanced Physics (2nd Edition), by K. Gibbs, published by Cambridge University Press, 1990, 216 p.
2. Advanced Physics (4th Edition), by T. Duncan, published by John Murray, 2000, 600 p.
3. Bath Advanced Science: Physics (2nd Edition), by R. Hutchings, published by Nelson Thornes, 1999, 592 p.
4. Bolotov V.A., Valdman I.A., Kovaljova G.S., Pinskaja M.A., Rossijskaja sistema ocenki kachestva obrazovanija: glavnye uroki (analiticheskij obzor), 42 p. [Electronic resource], available at: http://www.rtc-edu.ru/ sites/default/files/files/public/Russia%20ed-ucation%20assessment%20system.doc (accessed: 15.12.2015). (in Russian)
5. Demonstracionnyj variant kontrolnyh izmer-itelnyh materialov edinogo gosudarstvenno-go ekzamena 2015 goda po fizike, 30 p. [Electronic resource], available at: http://ege. edu.ru/common/upload/docs/2015/fi_11_20 15.zip (accessed: 10.12.2015). (in Russian)
6. Dr. Charies Chew, Chow Siew Foong, Dr.Ho Boon Tiong, Tan Peng Yeon. Pyisics. Workbook. GCE 'O' Level. 4-th Edition, Marshall Cavendish Education Pte. Ltd, 2014, 220 p.
7. New Understanding Physics for Advanced Level (4th Edition), by J. Breithaupt, published by Nelson Thornes, 2000, 736 p.
8. PHYSICS. Higher 1 (2016) (Syllabus 8866), Singapore Examinations and Assessment Board, 2015, 20 p. [Electronic resource], available at: http://www.seab.gov.sg/content/ syllabus/alevel/2016Syllabus/8866_2016. pdf (accessed: 01.12.2015).
9. Practice in Physics (3rd Edition), by Akrill et al, published by Hodder & Stoughton, 2000, 272 p.
Пурышева Наталия Сергеевна, доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой теории и методики обучения физике факультета физики и информационных технологий, Институт физики, технологии и информационных систем, Московский педагогический государственный университет, [email protected] Purysheva N.S., ScD in Education, Professor, Head of the Theory and Methods of Teaching Physics Department, Faculty of Physics and IT, Institute of Physics, Technology and Information Systems, Moscow State University of Education, [email protected]
Исаев Дмитрий Аркадьевич, доктор педагогических наук, профессор, кафедра теории и методики обучения физике, декан, факультета физики и информационных технологий, первый заместитель директора, Институт физики, технологии и информационных систем, Московский педагогический государственный университет, [email protected] Isaev D.A., ScD in Education, Professor, Theory and Methods of teaching Physics Department, Dean, Faculty of Physics and IT, First Deputy Director, Institute of Physics, Technology and Information Systems, Moscow State University of Education, [email protected]
95
