CC BY
24
список источников и ЛИТЕРАТУРЫ
1. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования (приложение к приказу Минобразования РФ от 18.07.2002 № 2783).
2. Дидактика средней школы / под ред. М. Н. Скат-кина, И. Я. Лернера. М.: Педагогика, 1985.
3. Гребенев И. В. Дидактика предмета как контекстно зависимая теория обучения // Педагогика. 2008. № 2. С. 27-31.
4. Фундаментальное ядро содержания общего об-
разования / под ред. В. В. Козлова, А. М. Кондакова. М.: Просвещение, 2010.
5. Масленникова Ю. В. Путешествие в мир астрономии. Пособие для учителя и учащихся / под науч. ред. д-ра пед. наук И. В. Гребенева. Н. Новгород: Изд-во Нижегор. госун-та, 2011.
6. Гребенев И. В., Масленникова Ю. В. Система формирования естественнонаучного мировоззрения в условиях гуманитарного (гимназического) профильного образования // Педагогика. 2010. № 4. С. 64-69.
о содержательно-критериальном компоненте
подготовки к егэ по физике
CONTENTS AND ASSESSMENT CRITERIA OF TRAINING FOR UNITED STATE EXAMINATION IN PHYSICS
Ю. А. Андреенко, З. П. Барышева, Е. В. Конарева
В статье рассматриваются вопросы практической реализации образовательного стандарта по формированию содержательно-критериальной основы оценки результатов освоения физики в рамках единого государственного экзамена.
Ключевые слова: образовательный стандарт, единый государственный экзамен, уровень задания, оценка результата.
Yu. A. Andreenko, Z. P. Barysheva, E. V. Konareva
The key questions concerning practical realization of educational standard for united state examination in physics are discussed. The contents of tasks and assessment criteria of results have been analysed.
Keywords: educational standard, united state examination, task level, result assessment
Единый государственный экзамен, хотим мы того или нет, реальность образовательного процесса нашего времени, и, конечно, он должен соответствовать требованиям образовательного стандарта.
Федеральный Государственный образовательный стандарт [1] направлен на обеспечение формирования российской гражданской идентичности обучающихся, и, в преломлении к ЕГЭ, это означает унификацию по основным направлениям подготовки, проведения и оценки результатов экзамена. В частности, стандарт направлен на обеспечение формирования содержательно-критериальной основы оценки результатов освоения учащимися основной образовательной программы.
Отметим, что в разделе стандарта, относящемся к физике, по базовому уровню должно обеспечиваться:
1. Владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями, уверенное пользование физической терминологией и символикой.
2. Сформированность умения решать физические задачи.
Задания, проверяющие сформированность компетенций по первому пункту (владение понятиями и пр.), с некоторой долей условности можно отнести к заданиям уровня А единого государственного экзамена. Компетенции по второму пункту наиболее полно проверяются заданиями уровней В и С.
Рассмотрим вопросы практической реализации образовательного стандарта по формированию содержательно-критериальной основы оценки результатов освоения учащимися полной средней школы посредством ЕГЭ на примере конкретной темы «Механические колебания и волны».
Задания для проведения анализа естественно выбирать из предназначенных для подготовки к ЕГЭ пособий и тренировочных вариантов, предлагаемых учащимся непосредственно на уроках.
Начнем с физических понятий и физической терминологии.
Задание 1 (уровень А). Для возникновения свободных механических колебаний необходимо, чтобы:
А. при выведении тела из положения равновесия равнодействующая всех сил, приложенных к этому телу, была отлична от нуля и направлена к положению равновесия.
Б. силы трения в колебательной системе были достаточно малы [2, с. 28].
В приведенном задании проверяется усвоение базового для теории колебаний понятия свободные колебания, и, как выясним дальше, это понятие терминологически сопряжено с понятием собственные колебания.
Обратимся к определению свободных колебаний в школьных учебниках.
«Свободными колебаниями называются колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из положения равновесия» [3, с. 50]. Далее в учебнике свободные колебания рассматриваются на примере пружинного маятника, и учащиеся подводятся к выводу: для того, чтобы в системе могли возникнуть свободные колебания, должны выполняться два условия. Во-первых, при выведении тела из положения равновесия в системе должна возникать сила, направленная к положению равновесия. Во-вторых, трение в системе должно быть достаточно мало. Иначе колебания быстро затухнут или даже не возникнут [3, с. 52]. Окончание последнего предложения выделено нами.
Понятно, что учащиеся, изучавшие свободные колебания по учебнику [3], должны справиться с предложенным заданием. Понятно также, что силы трения должны быть достаточно малы для того, чтобы колебания могли возникнуть. Если колебания быстро затухнут, то все равно свободные колебания состоялись.
Приведем определение свободных колебаний из учебника, предназначенного для изучения физики на базовом уровне [4, с. 39]: «Колебания, происходящие в системе после того, как она выведена из положения равновесия и предоставлена самой себе, называют свободными (или собственными)». Далее поясняется, если трение в системе мало, то свободные колебания можно считать приблизительно гармоническими. Так же, как и в учебнике [3], на примере пружинного маятника показывается, что для возникновения свободных колебаний необходимо наличие возвращающей силы, направленной к положению равновесия. Из пояснений к определению учащемуся понятно, что при достаточно малой силе трения свободные колебания можно считать гармоническими, но это вовсе не означает, что для возникновения свободных колебаний необходимо условие малости сил трения. И это в принципе было бы правильно, если не учитывать, что колебания могут даже не возникнуть из-за действия сил трения. Понятно, что ответить на вопрос первого задания учащемуся, знакомому с определением из учебника [3], легче, чем учащемуся, подготовленному по учебнику [4].
С учетом определений свободных колебаний в учебниках [3] и [4] задание 1 представим в следующем виде:
Для возникновения свободных гармонических колебаний необходимо, чтобы:
А. при выведении тела из положения равновесия равнодействующая всех сил, приложенных к этому телу, была отлична от нуля и направлена к положению равновесия.
Б. силы трения в колебательной системе были ничтожно малы.
В этом случае шансы для правильного выполнения задания учащимися с подготовкой по разным учебникам выравниваются. Практика показывает, что среди абитуриентов технических вузов достаточно много выпускников школ с углубленным изучением иностранных языков, школ со спортивным уклоном и других школ с изучением физики на базовом уровне. Они, как правило, занимаются по учебникам уровня [4] (особенность этого учебника - реализация гуманитарной направленности физического образования [4, с. 2]). Учащимся школ, не профилированных на углубленное изучение физики, необходимо получить прочные знания на базовом уровне, чтобы иметь возможность для последующего углубления знаний в вузе.
Заметим, что по учебнику [3] свободные колебания груза на пружине или на нити являются гармоническими лишь в том случае, когда нет трения [3, с. 64]. Но учащихся следует готовить к тому, что в физике ничтожно малую величину при моделировании считают равной нулю.
Что касается терминологии, то в учебниках [3] и [4] свободные колебания можно еще называть собственными (частоту свободных колебаний называют собственной частотой колебательной системы [3, с. 60]). Строго говоря, это возможно, когда силы трения отсутствуют и свободные колебания реализуются в виде собственных колебаний. Однако представляется некорректным отождествление свободных колебаний с собственными на том основании, что в школьном курсе не рассматривается математическое описание свободных затухающих колебаний, которые не являются собственными. Действительно, в общеобразовательной школе дается математический аппарат для описания физических моделей колебательных систем, в которых отсутствуют силы трения (сопротивления), например при описании математического маятника (идеального колебательного контура), и колебания в этих системах являются собственными.
Реализацию стандарта по второму пункту (сформированного умения решать физические задачи) начнем рассматривать на примере двух похожих заданий, рекомендованных для решения на уровне В.
Задание 2. Груз массой т, подвешенный к пружине, совершает колебания с периодом Г и амплитудой хо. Что произойдет с периодом, максимальной потенциальной энергией пружины и частотой, если при неизменной амплитуде уменьшить массу [5, с. 68]?
Задание 3. Груз массой т, подвешенный к длинной нерастяжимой нити длиной I, совершает колебания с периодом Ги амплитудой А. Что произойдет с периодом колебаний, полной механической энергией и частотой колебаний нитяного маятника, если при неизменной амплитуде уменьшить длину нити [2, с. 32]?
В учебниках [3] и [4] подробно обсуждаются энергетические переходы при колебаниях, формулы кинетической, потенциальной и полной энергии пружинного маятника. Поэтому решение второго задания не выходит за рамки привычной для учащегося ситуации. Поскольку жесткость пружины и амплитуда колебаний не изменились, при уменьшении массы груза максимальная потенциальная энергия пружины тоже не изменилась.
В учебнике [4, с. 45] есть ссылка о том, что выводы об энергии колебаний пружинного маятника справедливы для математического маятника. А в учебнике [3, с. 64] учащиеся подводятся к выводу о том, что полная энергия колеблющегося тела пропорциональна квадрату амплитуды колебаний координаты или квадрату амплитуды колебаний скорости. В третьем задании учащиеся самостоятельно должны прийти к выводу, что при неизменной массе груза и амплитуде колебаний полная механическая энергия математического маятника пропорциональна квадрату частоты колебаний. Поэтому решение задания 3 связано с проверкой умений учащихся использовать знания в измененной или новой ситуации. Подобные задания относятся к третьему уровню сложности. Уровень трудности заданий типа С приближен к уровню вступительных экзаменов в вузы [2, с. 4]. Заметим, что исчерпывающее математическое описание потенциальной, кинетической и полной механической энергии гармонических колебаний предлагается в вузовских учебниках.
Проведенный анализ показывает, что задания 2 и 3 относятся к заданиям разных уровней (В и С соответственно), поэтому их нужно развести по разным уровням сложности, то есть оценивать различными баллами.
Задание 4 (уровень С). Ареометр, погруженный в жидкость, совершает вертикальные гармонические колебания с малой амплитудой. Определите период этих колебаний. Масса ареометра равна 40 г, радиус его трубки 2 мм, плотность жидкости 0,8 г/см3. Сопротивлением жидкости пренебречь [5, с. 70].
Для проведения анализа этого задания сравним его с заданием из сборника задач для технических вузов (в частности, по нему решали и решают задачи студенты Московского инженерно-физического института).
Задание 5. Вычислить период малых колебаний ареометра, которому сообщили небольшой толчок в вертикальном направлении. Масса ареометра равна 50 г, радиус его трубки 3,2 мм, плотность жидкости 1,00 г/см3. Сопротивлением жидкости считать пренебрежимо малым [6, с. 161].
Задание 4 из федерального банка экзаменационных заданий практически не отличается от задания 5 из вузовского сборника задач для подготовки инженеров. Если задание 3 претендовало на уровень вступительных экзаменов в вузы, то задание 4 уже из тех, которые предлагаются студентам вузов.
Важно понять, насколько далеко мы можем уйти в направлении усложнения заданий уровня С, с одной стороны, и дублирования школьных заданий с вузовскими, с другой. Обсуждение этого вопроса продолжим на примере темы «Механические колебания и волны».
Можно существенно пополнить перечень заданий по гармоническим колебаниям из вузовских задачников, подобных заданию 4 [см., напр.: 6, с. 161, 162]). Но не будем отрицать, что студенты более подготовлены и имеют больший опыт решения задач, чем школьники. Конечно, для подготовки к ЕГЭ можно использовать вузовские задачники и подтягивать школьников к уровню студентов. Это приведет к увеличению нагрузки во внеурочное время и особенно скажется на учащихся, изучающих физику на базовом уровне, что противоречит требованиям стандарта, направленным на обеспечение формирования гражданской идентичности обучающихся. Не предлагая готовых решений, считаем, что этот вопрос заслуживает внимания и дальнейшего обсуждения. Не стоит забывать, что для углубления знаний талантливых учащихся существуют еще олимпиады.
На основе проведенного анализа заданий для подготовки к ЕГЭ приходим к выводу о том, что для обеспечения единства условий подготовки и проведения ЕГЭ, а также непрерывности образования в системе «школа -вуз» необходимо:
• провести согласование терминов, понятий и определений, используемых в общеобразовательной школе и вузах;
• провести согласование критериев оценки уровней заданий ЕГЭ;
• продолжить обсуждение вопроса о допустимых пределах пересечения заданий ЕГЭ с заданиями из вузовских задачников (или о допустимом усложнении заданий ЕГЭ).
список источников и литературы
1. Федеральный Государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования. Проект (доработка 15 февраля 2011 года) // Российская газета. 2011. 17 февраля.
2. Фадеева А. А. ЕГЭ 2012. Физика. Тематические тренировочные задания. М.: Эксмо, 2011.
3. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика: учебник для 11 класса общеобразоват. учреждений. 11-е изд. М.: Просвещение, 2003.
4. Тихомирова С. А., Яворский Б. М. Физика. 11 класс: учебник для общеобразоват. учреждений (базовый уровень). М.: Мнемозина, 2008.
5. Демидова М. Ю, Нурминский И. И. ЕГЭ 2010. Физика: экзаменационные задания. М.: Эксмо, 2010.
6. Иродов И. Е. Задачи по общей физике. М.: Наука, 1979.
