CC BY
42
УДК 37
РАЗВИВАЮЩАЯ ФУНКЦИЯ ЗАДАЧ В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ К ЕДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ
© 2012 Т.В.Зайчикова
Самарский государственный университет путей сообщения
Статья поступила в редакцию 31.10.2012
В статье рассматриваются психологические и педагогические аспекты задач в учебном процессе по физике; раскрываются функции физических задач в обучении школьников, выделяется развивающая функция задач на примере решения прикладных задач при подготовке школьников к единому государственному экзамену по физике.
Ключевые слова: физика, единый государственный экзамен, функции задач по физике, развивающая функция задач по физике.
Физика - наука, изучающая фундаментальные и наиболее общие свойства и законы движения объектов материального мира. Понятия физика и физические законы - основа всего естествознания. Целью физики является формулировка общих законов природы и объяснение конкретных явлений1.
«Физической задачей в учебной практике обычно называют небольшую проблему, которая в общем случае решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики». Решение задач - неотъемлемая составная часть процесса обучения физике, поскольку она позволяет формировать и обогащать физические понятия, развивать физическое мышление учащихся и их навыки применения знаний на практике2.
Мышление - наиболее обобщенная и опосредованная форма психического отражения, устанавливающая связи и отношения между познаваемыми объектами. Когда говорят о развитии мышления учащихся в процессе обучения физике, то, прежде всего, имеют в виду формирование физических понятий, так как оно способствует вооружению ученика важнейшей формой мышления - понятийным мышлением. Однако этим задача развития интеллекта учащихся не исчерпывается. Физические понятия, суждения и умозаключения
Зайчикова Татьяна Васильевна, старший преподаватель кафедры физики и экологической теплофизики. E-mail: v z2011@mail.ru
1 Лебедев С.А. и др. Философия науки: Учебное пособие для вузов. Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: 2007. - С.637.
2 Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней
школе: Теоретические основы: Учебное пособие для сту-
дентов педагогических институтов по физ.-мат. спец. -М.: 1981. - С.207.
нужно объединить в системы, структура которых отвечает современным формам теоретического мышления. Это необходимо сделать так, чтобы, постигая процесс познания в физике, школьники учились бы «рассуждать» диалектически, то есть не предполагать готовым и неизменным наше познание, а разбирать, каким образом из незнания является знание, каким образом неполное, неточное знание становится более полным и точным3. В практике преподавания часто пользуются терминами «физическое мышление» и «научное - техническое мышление». Под физическим мышлением понимают логические операции, связанные с умением нбаблюдать физические явления, расчленять сложные из них на составные части, устанавливать между ними важнейшие связи и зависимости, находить связь между качественными и количественными сторонами явлений, предвидеть следствия, вытекающие из теории, и применять знания для анализа новых явлений. Важным критерием развития физического мышления является умение применять примы, облегчающие умственный труд: просто убедиться в правильности физической формулы, избрать самое рациональное решение задачи т.п. Один из таких приемов - проверка размерностей физических величин.
Определяющей особенностью научно-технического мышления является способность предвидеть применение тех или иных явлений на практике, умение воплощать научные идеи в технические схемы, модели, конструкции4. Развитие всех этих качеств начинается на уроках физики. Поэтому перед учителем стоит задача научить школьников логически мыс-
3 Там же.
4 Там же.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №2(6), 2012
лить. Усиление внимания к логической стороне физических знаний тесно связано с решением задач. Решение задач - это средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, метод совершенствования знаний и способ формирования логико - аналитических умений, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизненными явлениями и производственными процессами во всех их разновидностях, средство создания проблемных ситуаций на уроках, а также способ введения нового материала. Задача предназначена для достижения не одной, а нескольких педагогических целей. Эти цели характеризуются как содержанием задачи, так и назначением, которое придает задаче преподаватель.
Рассмотрим дидактические функции задач в обучении физике: 1) Образовательная функция задач главная и определяющая; при ее реализации школьники получают знание основ физики (важнейших законов природы), приобретают умения и навыки применять знания на практике. 2) Воспитывающая функция задач - неотъемлемый компонент комплексного подхода к обучению. Воспитывающий характер обучения - закономерность, проявляющаяся в любые эпохи развития общества. Ведь цели обучения, его содержание и методы - это те каналы, через которые подрастающие поколения воспринимают идеологию своего общества. 3) Развивающая функция предполагает развитие у учащихся познавательных возможностей, привитие им умения «самостоятельно пополнять свои знания, ориентироваться в стремительном потоке научной и политической информации», постепенное подведение их к более сложным уровням обобщения, овладение многообразными логическими операциями, переход от формально-логических форм мышления к диалектическим и творческим5.
Задачи не только показывают пути применения знаний, полученных при изучении теоретического материала, они позволяют удерживать в сознании необходимые теоретические факты. К средствам развития творческих способностей учащихся относят проблемное изложение материала, выполнение исследовательских работ, поисковую деятельность учащихся, решение творческих задач (Д.Б.Богоявленская, Ю.Н. Кулюткин, А.М.Матюшкин, М.И.Мах-мутов, В.Г.Разумовский и др.).
Самым эффектным методом организации учебно-познавательной творческой деятельности учащихся согласно большому числу иссле-
дований, является решение специальных нестандартных задач разного вида. В исследованиях (Т.С.Альтщуллер, Г.В.Балл, О.О.Ма-карычева, Д.Пойта, А.М.Фридман и др.) выявлено, что творческое мышление развивается при решении эвристических, исследовательских, конструкторских задач.
В связи с введением ЕГЭ в форме выпускного и одновременно вступительного экзамена встает задача обеспечения качества образования по физике. Кардинальное изменение контрольно-оценочной системы, связанное с введением новых форм и методов аттестации, выявило проблемы подготовки школьников.
Структура контрольно-измерительных материалов ЕГЭ по физике состоит из задач различной классификации. В части «А» примерно 20% заданий являются качественными задачами, остальные задачи количественные. В части «В» 2/3 всех заданий - качественные задачи. Большая часть заданий с выбором ответа были направлены на проверку понимания смысла физических величин и законов. В каждом экзаменационном варианте содержалось 12 заданий, проверяющих умение решать задачи по физике.
Не все задачи и, что более существенно, не всякое объяснение их решения одинаково эффективно обучают и развивают. Даже в случае хорошего усвоения учениками материала они иногда не могут применить свои знания на практике; этому их надо учить, причем при решении физических задач сделать это можно особенно эффективно. Основная цель - развивать физическое мышление.
Задача единого государственного экзамена состоит в том, чтобы проверить качество знаний учащихся по физике: знание основных законов, умение применять их на практике при решении задач. Таким образом, основная задача подготовки абитуриентов к ЕГЭ по физике, состоит в том, чтобы развить научное мышление учеников при решении задач. Удачно подобранные задачи позволяют реализовать сразу несколько педагогических целей, позволяют увидеть и осознать практическую значимость физических понятий, законов, применение знаний в жизненных ситуациях.
Остановимся на примере решения задач по центральной теме механики - закон сохранения и превращения энергии. Задачи этой темы входят в задания части «А», «В» и «С» единого государственного экзамена по физике. Многие задачи этой темы являются комбинированными, так как при их решении используются знания других разделов механики.
Начинаем решение задач с наиболее простых: 1) Ракета массой 200 г вылетела вертикально вверх со скоростью 50 м/с. Определите кинетическую и потенциальную энергию ракеты через 1 с после выстрела, считая, что масса ракеты за это время не изменилась. 2) Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите на какой высоте кинетическая энергия тела будет равна его потенциальной энергии. 3) Тело массой 0,1 кг бросили под углом 30о к горизонту со скоростью 4 м/с. Какова потенциальная энергия тела в высшей точке подъема? Считать, что потенциальная энергия тела равна нулю на поверхности Земли.
После решения подобных задач усложняем задачи. Например: 1) Шарик скользит без трения по наклонному желобу, а затем движется по «мертвой петле» радиусом R. С какой силой давит шарик в нижней точке «петли», если масса шарика равна 100 г, а высота, с которой его отпускают, равна 4 R? 2) Два шарика, массы которых 200 и 600 г, соприкасаясь, висят на одинаковых нитях длиной 80 см. Меньший шарик отклонили на угол 90° и отпустили. На какую высоту поднимутся шарики после удара, если удар абсолютно неупругий? 3) Лыжник массой 60 кг спустился с горы высотой 20 м. Какой была сила сопротивления его движению по горизонтальной
лыжне после спуска, если он остановился, проехав 200 м? Считать, что по склону он скользит без трения5.
После решения подобных задач и проведя самостоятельную работу, убедившись, что ученики хорошо усвоили законы сохранения, переходим к решению сложных задач. Например: Начальная скорость снаряда, выпущенного из пушки вертикально вверх равна 500 м/с. В точке максимального подъема снаряд разорвался на два осколка. Первый упал на землю вблизи точки выстрела, имея скорость в 2 раза больше начальной скорости снаряда, а второй в этом же месте - через 100 с после разрыва. Чему равно отношение массы первого осколка к массе второго осколка? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Являясь экспертом в комиссии по проверке решения части «С», убеждаюсь, что многие школьники даже не приступают к выполнению этих заданий. Это говорит о том, что не все учителя учитывают изменившиеся требования социально-экономической ситуации, новый заказ на подготовку абитуриента.
5Зайчикова Т.В. Пособие по физике для поступающих в СамГУПС. - Самара: 2009. - С.58.
DEVELOPMENTAL FUNCTION OF TASKS IN THE PROCESS OF TRAINING FOR UNIFIED STATE EXAMINATION IN PHYSICS
© 2012 T.V.Zaichikova" Samara State University of Transport
The article deals with psychological and pedagogical aspects of tasks in the process of teaching physics; the functions of physics tasks in the training of school students are revealed; developmental function of tasks in case of applied tasks solution in the training process for Unified State Examination in physics are considered. Key word: physics, Unified State Examination, function of tasks in physics, developmental function of tasks in physics.
Tatiana Vasilevna Zaichikova, senior lecturer, Physics and ecological thermal physics department. E-mail: v z2011@mail.ru
о
