Систематизация и обобщение учебного материала по физике в средних общеобразовательных учреждениях

Задачами обучения физике являются формирование у учащихся глубоких, прочных и действенных знаний, основ физики и их практических применений, знаний о методах естественнонаучного познания и структуре научного знания, развитие их мышления и т.д. Один из путей решения этих задач - организация специальной работы по обобщению и систематизации знаний.

Под систематизацией понимают мыслительную деятельность, в процессе которой изучаемые объекты организуются в определенную систему на основе выбранного принципа (34).

При систематизации осуществляются такие мыслительные операции, как анализ и синтез, сравнение и классификация, в ходе которых учащиеся выделяют сходство и различие между объектами и явлениями, группируют их в соответствии с выбранными признаками или основаниями, устанавливают причинно-следственные связи, сущностные отношения между объектами и явлениями. В процессе систематизации знаний устанавливаются не только смысловые, причинно-следственные, но и структурные связи, в частности связи между компонентами структуры элементов физического знания: связи внутри физических понятий, законов, теорий, картины мира. В этом случае решается задача формирования системности знаний учащихся.

Психологи отмечают, что знания учащихся более глубокие и прочные, если они прошли систематизацию и обобщение. Систематизация позволяет использовать память, так как освобождает ее от необходимости запоминать материал как сумму частных сведений и фактов за счет группировки их в более крупные единицы. Сам механизм восприятия информации человеком связан с деятельностью систематизации: при восприятии новой информации мы сопоставляем ее с уже известным знанием (ассоциация), стараемся сгруппировать новую информацию.

Использование систематизации не только упорядочивает знания человека об объектах познания, но и служит источником новых знаний. Учитель должен познакомить учащихся с приемами систематизации, чтобы они могли применять их самостоятельно. Систематичность - это такое качество знаний, которое характеризуется в сознании ученика наличием логических связей между компонентами изучаемых явлений. Отбор учебного материала идет с учетом системы: изучается ряд явлений, связанных между собой, и одновременно с учетом принципа «от простого к сложному». В каждом разделе учебная информация систематизируется вокруг стержневых понятий. Например, в механике - точка, тело, вещество, поле, взаимодействие, энергия.

Методологической основой систематизации знаний учащихся является принятый в науке системный подход - методологическое средство изучения интегрированных объектов и интегральных зависимостей и взаимодействий, который позволяет, с одной стороны, дать общее представление о процессе, явлении, объекте, а с другой стороны, увидеть их компоненты, связи между ними, место данной системы в составе другой, более сложной (31).

Объективной научной основой систематизации знаний учащихся является особенности физической науки и физики - учебного предмета, отличающейся логической стройностью, как самого научного знания, так и процесса его становления.

Дидактической основой систематизации знаний учащихся являются закономерности усвоения учащимися знаний и способов деятельности, отраженные в принципе систематичности и последовательности в обучении, а также в принципе системности.

Психологической основой систематизации знаний учащихся является образование ассоциативных связей: локальных, частносистемных, внутрисистемных и межсистемных. В-первых трех случаях систематизация носит, главным образом, внутрипредметный характер; в четвертом - межпредметный. Соответственно можно выделить несколько объектов систематизации знаний по физике:

- научные факты (явлений, процессов);

- физические понятия, в том числе физических величин;

- физические законы;

- физические теории;

- общенаучные методологические принципы;

- физическая картина мира (34).

Помимо этого, может осуществляться систематизация знаний на основе тех или иных стержневых идей курса, в частности, целесообразна систематизация прикладных знаний в соответствии с основными направлениями научно-технического прогресса, мировоззренческих и методологических знаний в соответствии с циклом научного познания или на основе философских категорий материи, движения, пространства-времени, взаимодействия, представления о которых развиваются по мере изучения курса.

В случае систематизации знаний на межпредметном уровне речь должна пойти об общих естественнонаучных понятиях, законах, теориях и картине мира (7).

Объект систематизации зависит от того, на каком этапе изучения курса физики ее проводят. Так, в конце изучения темы систематизируют знания о физических явлениях, понятиях, величинах и законах; в конце изучения разделов - о физических теориях; в конце изучения курса - о физической картине мира; перед подачей нового материала важно обобщить изученное на прошлых уроках.

Дидактическая роль систематизации знаний заключается в том, что объединение в систему знаний о фактах, явлениях, закономерностях, принципах позволяет раскрыть новые, неизвестные учащимся до этого связи и отношения между ними, сделать обобщения мировоззренческого характера и превращает систематизацию в средство познания. Уровень сформированности у учащихся системы знаний является важным показателем их интеллектуального развития, он определяет возможности учащихся справляться с новыми познавательными задачами, перестраивать знания, включать их в новые системы, т.е. служит показателем возможности учащихся осуществлять творческую деятельность. В процессе систематизации внимание и деятельность учащихся направлены на выделение главного, на объединение множества изолированных фактов в группы, что позволяет упорядочить знания, разгрузить память, более полно охватить и осмыслить информацию. При этом часто происходит обобщение знаний учащихся, заключающееся в мыслительном объединении предметов и явлений, сходным по каким-либо признакам. Обобщение предполагает первоначальное изучение объектов, выделение в них общего и особенного, объединение их в группы по отобранным признакам, разделение на виды и т.д.

Обобщение знаний - переход на более высокую ступень абстракции путем выделения общих признаков (свойств, отношений, связей и т.п.) объектов и явлений. Обобщение знаний приводит к существенному изменению их качества, к усвоению ядра знаний, их системы. В этом смысле обобщение тесно связано с принципом генерализации, который предполагает, что результатом обучения учащихся является такая система знаний, в которой частное подчинено общему, несущественное и второстепенное - главному (3).

Обобщению знаний и умений учащихся по физике способствуют так называемые обобщенные планы изучения тех или иных элементов знаний, формирование тех или иных экспериментальных умений, разработанные А.В. Усовой (30).

Существуют несколько видов систематизации знаний. Важнейшим является классификация - вид систематизации, при котором объединение объектов происходит на базе определенных существенных признаков, что позволяет выделить существенное, общее, что объединяет объекты в систему, и их специфические различия (4).

Другим видом систематизации является установление логико-генетических связей, отраженных в определении понятий.

Систематизация знаний может быть направлена на установление причинно-следственных связей между явлениями. В частности, после изучения первоначальных сведений о строении вещества учащимся можно предложить объяснить ряд явлений на основе тех или иных положений молекулярно-кинетической теории и составить соответствующую таблицу. При изучении электрического поля очень часто учитель обращается к установлению причинно-следственных связей, к примеру, при изучении реостата и принципа его действия.

Систематизация может осуществляться путем сравнения, т.е. установления сходства, различия или аналогии между объектами и явлениями. При этом сходство или различие не только устанавливается, но и объясняются их причины (34). Примером может служить сопоставление электростатического и гравитационного полей, электростатического и магнитного и т.п. Результаты работы по обобщению и систематизации знаний могут быть оформлены в виде таблиц, схем, диаграмм, опорных конспектов.

Систематизация и обобщение тесно связаны в процессе переработки получаемой учебной информации. Естественные процессы систематизации и обобщения получаемой информации, протекающей стихийно у школьников учитель должен использовать. Такая необходимость объясняется тем, что резко возрастающий поток информации, предъявляемый прежним способом, учащиеся не успевают переработать, усвоить, что снижает успеваемость и вызывает потерю интереса к предмету и учению. Можно отметить несколько подходов при проведении систематизации и обобщения:

- прежде всего, выясняя «что обобщаем», Бетев В.А. выделяет три направления - изучаемые объекты, символы, понятия;

- рассматривая средства обобщения, выделяют схемы, таблицы, графы, системы уравнений, классификации с установлением причинно-следственных связей;

- говоря о времени, можно указать - на каждом уроке, после изучения темы или раздела, в конце учебного года на обобщающих уроках;

- форма предъявления - учитель сам проводит систематизацию и обобщение на уроке; выполняет это вместе с учащимися на занятии; выдает подобное задание учащимся для самостоятельного выполнения в классе или дома.

Вооружение учащихся системой знаний является одной из важнейших задач обучения физике. В дидактике давно провозглашен принцип систематичности и последовательности в обучении. Он предполагает: а) изучение материала в определенной последовательности, соответствующе логике науки, основы которой изучаются в школе; б) формирование у школьников системы научных понятий, умений и навыков. Этот принцип лежит в основе построения учебных программ, определяет систему работы учителя и деятельности учащихся в процессе обучения.

Систематизация не сводится к классификации. К систематизации приводит также установление причинно-следственных связей и отношений между изучаемыми фактами, выделение основных единиц материала, что позволяет рассматривать конкретный объект как часть системы. Систематизации предшествует анализ, синтез, обобщение, сравнение, результаты которых используются и подытоживаются в систематизации.

2.4 Обобщение и систематизация в курсе старших классов

2.4.1 Систематизация курса механики

При обучении механике в общеобразовательной средней школе решаются определенные образовательные, воспитательные задачи и задачи развития учащихся. Образовательные задачи определяются прежде всего тем, что в механике вводят основные понятия (масса, сила, импульс тела, энергия и т.д.), являющиеся «инструментом» познания в науке - физике. В этом смысле механику справедливо считать фундаментом физики. В механике учащиеся знакомятся с физической теорией - классической механикой Ньютона и такими обобщениями, как закон Всемирного тяготения, законы сохранения импульса и энергии, общие условия равновесия механических систем (19).

Воспитательные задачи (формирование научного мировоззрения) решаются путем диалектико-материалистического взгляда на природу и ее познание, формирование политехнических знаний и умений (знание научных основ современной механизации промышленности, транспорта и сельского хозяйства), раскрытия на уроках физики основных направлений развития и ускорения в современном производстве, воспитание патриотизма и интернационализма, трудового воспитания. Основа трудового воспитания на уроках физики при изучении механики - политехническое обучение, в процессе которого школьников знакомят с одним из основных направлений современного производства - механизацией. Учащиеся узнают о простых механизмах, различных видах передачи движения, законах движения и др. При проведении лабораторных работ они осваивают некоторые практические умения в обращении с измерительными приборами. Трудолюбию воспитывают и работы ученых и изобретателей (18).

Решение задач развивающего обучения при изучении механики направлено на развитие логического, теоретического, научно-технического, диалектического и, следовательно, на развитие их интеллекта и творческих способностей. Стройна и логика механики, широкая опора в механической теории на такие общие методы познания, как анализ и синтез, индукция и дедукция, способствуют развитию логического мышления школьников. Наличие научных обобщений в механике способствует формированию теоретического мышления, особенность которого состоит в умении выделить главное, отражаемое в абстракциях, и извлекать из последних конкретные выводы, переходя от общего к частному. В механике школьники встречаются с большим числом абстрактных понятий - материальная точка, система отсчета, равномерное и равноускоренное движение и др. При рассмотрении этих понятий учащихся учат выделять существенные признаки явлений и объектов, отбрасывать несущественные, показывают, как возникает идеализация в науке, как происходит абстрагирование (6).

Обращение к физической теории (классической механике Ньютона) способствует формированию у школьников представлений о физической картине мира - одной из наиболее общих форм отражения природы физической наукой и одного из компонентов научного мировоззрения, показывает диалектику взглядов на физическую картину мира и место механической теории в этой картине. При изучении основных обобщений (закон Всемирного тяготения, законы сохранения импульса и энергии, общие условия равновесия и др.) разъясняют учащимся, что объективность научных обобщений подтверждается применением последних в практической деятельности людей (механика космических полетов, движение машин и их частей, реализация условий равновесия в технических сооружениях). Изучение причин изменения скорости движения и деформации способствует раскрытию причинно-следственных связей. Определение границ применимости классической механики помогает проиллюстрировать познаваемость природы и безграничность процесса познания. Все это способствует формированию диалектического мышления.

Рассмотрим основные особенности курса механики. Первая особенность заключается в том, что с механики начинается изучение курса физики в средней школе. Это определяет место механики в общеобразовательном курсе физики и требует от учителя внимания к прочному усвоению учащимися материала. Вторая особенность состоит в том, что в механике достаточно полно представлена физическая теория. Поэтому учителю предоставляется возможность на примере механики проиллюстрировать структуру физической теории. И третья особенность - использование эксперимента в преподавании механики.

На этапе обобщения и систематизации знаний по курсу механики нужно обратиться к следующей таблице. Таким образом, повторение и закрепление материала будет сопровождаться образованием многосторонних связей между изученным материалом и на основе проблемных вопросов и решения познавательных задач. Можно, конечно, записать все известные формулы и сформулировать основные законы, хотя эту работу нужно предложить в качестве опережающего домашнего задания, а можно разнообразить деятельность составлением ситуативных таблиц по теме или использовании готового материала. Удобство таблицы очевидно: обобщение и повторение сводится не к формальному восстановлению имеющихся знаний, а построению замкнутого образа рассматриваемых явлений и процессов (4).

Обобщающая таблица №1: «Кинематика материальной точки»

Кинематика материальной точки
Вид движения	Равномерное прямолиней-ное движение	Равнопе-ременное движение	Свободное падение	Движение в поле сил тяжести	Периодическое движение
Уравнения движения	х= const x=x0 + хx t	a= const хx=х0x+ax t x=x0+х0xt+ axtІ/2	y=gtІ/2 хy=g t	x=(х0cosб)t y=(х0sinб)t хx=х0cosб хy=х0sinб	T=2рr/х T=2р/щ н= 1/T х= щr
График перемещения	s t	s t	s t	s t
Ключевые понятия	Траектория - … Перемещение - … Путь - … Скорость Среднепутевая -… Мгновенная - … Ускорение - …

Таблица №2: «Законы Ньютона»

Законы Ньютона
Параметр	Первый закон	Второй закон	Третий закон
Физическая система	Макроскопическое тело	Система двух тел
Модель	Материальная точка	Система из двух материальных точек
Суть закона	Постулирует существование инерциальной системы отсчета (если ?F=0, то х=const)	Взаимодействие определяет изменение скорости ? х, т.е. ?F= ma	Силы действия и противодействия равны по модулю, противоположны по направлению, приложены к разным телам, имеют одну и ту же природу: F12 = -F21
Примеры проявления	Движение космического корабля вдали от притягивающих тел	Движение планет, падение тел на землю, торможение и разгон автомобиля	Взаимодействие тел: Солнца и Земли, Земли и Луны, бильярдных шаров
Границы применимости	Инерциальные системы отсчета. Макро-и-микромир. Движение со скоростями много меньше скорости света

2.4.2 Систематизация курса молекулярной физики

В разделе «Молекулярная физика» учащиеся изучают поведение качественно нового материального объекта: системы, состоящей из большого числа частиц (молекул и атомов), новую, присущую именно этому объекту форму движения (тепловую) и соответствующий ей вид энергии. Здесь учащиеся впервые знакомятся со статистическими закономерностями, которые используют для описания поведения большого числа частиц. Формирование статистических представлений позволяет понять смысл необратимости тепловых процессов.

Задача учителя рассмотреть в единстве два метода описания тепловых явлений и процессов: термодинамический, основанный на понятии энергии, и статистический, основанный на молекулярно-кинетических представлениях о строении вещества. При рассмотрении статистического и термодинамического методов необходимо четко разграничить знания, полученные в результате моделирования внутреннего строения вещества и происходящих с ним явлений и процессов. Важно показать, что эти два подхода, по сути, описывают с разных точек зрения состояние одного и того же объекта и потому дополняют друг друга.

Мировоззренческое значение раздела трудно переоценить, при его изучении происходит углубление понятия материи. Молекулы и атомы являются вещественной формой материи, объективно существующей в окружающем мире (21). Они обладают массой, импульсом, энергией. Являясь видом материи, молекулы и атомы имеют присущие материи свойства, одно из которых - движение. Частицы участвуют в особом движении - тепловом, которое отличается от простейшего механического движения большой совокупностью участвующих в нем частиц и хаотичностью. Тепловое движение описывается статистическими законами. В связи с этим важно показать школьникам различие между статистическими и динамическими закономерностями, соотношение между ними и обратить внимание учащихся на отражение в этих закономерностях категорий случайного и закономерного (18).

Велико политехническое значение этого раздела курса физики. Достижения молекулярной физики являются научной основой материаловедения. Знание внутреннего строения тел позволяет создать материалы с заранее заданными свойствами, целенаправленно работать над твердостью, термостойкостью, термостойкостью сплавов и металлов.

Раздел «Молекулярная физика» изучается после раздела «Механика», что соответствует методическому принципу рассмотрения физических явлений в порядке усложнения форм движения материи и позволяет изучать микроявления на количественном уровне и использовать известные из курса механики величины: масса, скорость, сила, импульс, энергия и т.д.

Таблица № 3: «Термодинамические явления»

Термодинамика
Термодинамика		Средства описания		Основные понятия: Давление, объем, температура, работа и количество теплоты - функции процесса; внутренняя энергия - функция состояния
Что изучает?
	ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Первый закон: ?U=Q +A? Изменение внутренней энергии термодинамической системы равно сумме количества переданной теплоты Q и работы внешних сил A? Второй закон: Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии путем теплообмена от холодного тела к горячему
Свойства макротел и явления (опираясь на общие законы термодинамики в рамках модели "Термодинамическая система"
Типичные явления и понятия: тепловое равновесие, теплоемкость, изменения агрегатного состояния вещества
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ Энергетика ( 80% всех энергетических запасов Земли - внутренняя энергия топлива). Объяснение действия тепловых машин (тепловых двигателей, холодильных машин, тепловых насосов). Расчеты теплоемкостей и различных тепловых процессов

3.4.3 Систематизация раздела «Электродинамика»

Раздел «Электродинамика» - один из самых сложных разделов школьного курса, где изучают электрические, магнитные явления, электромагнитные колебания и волны, вопросы волновой оптики и элементы специальной теории относительности.

Решение общеобразовательных задач при изучении этого раздела сводится к тому, что в данном разделе должно быть введено основное для современной физики понятие электромагнитного поля, а также физические понятия: электрический заряд, электромагнитные колебания, электромагнитная волна и ее скорость. Здесь же должно быть введено основное для современной физики представление о свойствах электромагнитных волн, их распространении, о принципах радиосвязи, телевидения (27). Учащиеся на доступном им уровне знакомятся с фундаментальной теорией - теорией макроскопической электродинамики, основным творцом которой был Дж. Максвелл.

Решение воспитательных задач сводится к дальнейшему развитию научного мировоззрения учащихся, их материалистического и диалектического понимания природы. При изучении раздела «Электродинамика» происходит расширение и углубление в сознании школьников понятия материи. В базовом курсе учащиеся познакомились с двумя видами поля: электрическим и магнитным, но не изучались их характеристики. Здесь они встречаются с особым видом материи - электромагнитным полем, познают его отличие от вещества. При рассмотрении основ специальной теории относительности учащиеся знакомятся с современными физическими представлениями о пространстве и времени (27).

Политехнические знания школьников пополняются знаниями физических основ электрификации и электроэнергетики. Они приобретают некоторые умения и навыки обращения с различными электроприборами. Решение развивающих задач при изучении данного раздела направлено на дальнейшее развитие логического, теоретического, научно-технического, диалектического мышления, а в итоге - развитии интеллекта и творческих способностей.

Учащимся необходимо объяснить диалектику развития взглядов на физическую картину мира: ограниченность механического взгляда и электродинамического подхода к описанию природы. Определение границ применимости макроскопической электродинамики помогает проиллюстрировать познаваемость природы и безграничность процесса познания, что способствует формированию диалектического мышления.

В программе общеобразовательной средней школы раздел «Электродинамика» следует после раздела «Молекулярная физика». Такой подход сложился исторически, но возможны и другие варианты построения курса физики (26). Материал электродинамики, например, можно рассматривать непосредственно после механики, это позволит подчеркнуть ограниченность механических представлений и раскрыть особенности электродинамики (18).

Если рассматривать логическую структуру раздела, то в ней надо выделить: формирование понятия электромагнитного поля и электрического заряда; изучение взаимодействия поля и вещества, электрических, магнитных и световых свойств вещества; изучение законов тока, электрических цепей; знакомство с элементами СТО; показ основных технических применений электродинамики (схема 1) (18).

Схема №1. «Взаимодействия поля и вещества»

Школьный курс электродинамики отличается абстрактностью и сложностью учебного материала, поэтому значительное внимание в ее преподавании следует уделить наглядности: физический эксперимент, аналогии и модельные представления, включая модели на ЭВМ, экранные пособия, схемы, чертежи, таблицы и т.д. При изучении основ электродинамики применяют следующие модели: свободный электрон, модель электронного газа, модель проводника и диэлектрика. Широко применяются аналогии: между гравитационным и электростатическим полями, между электрическим током и потоком жидкости; между явлением самоиндукции и инерции; между явлением термоэлектронной эмиссии и испарением жидкости (18). Аналогии лишь частично отражают сходство данного явления или понятия с изученным материалом, а модели вносят те или иные упрощения в поведении материальных объектов.

2.5 Методика проведения обобщающих уроков

Обобщающий урок физики - это целостная система, состав и структура компонентов которой отличаются от всех других видов и типов уроков. Во-первых, целью обобщающего урока является обобщение знаний учащихся. На таком уроке элементы знания определенной темы или раздела курса физики должны быть представлены в виде логически замкнутой, целостной системы. Обобщение и систематизация физического знания одновременно способствуют осознанию учащимися методологических знаний, пониманию логики процесса познания. В этом состоит вторая существенная особенность обобщающего урока. Третьей особенностью является углубление приобретенных ранее знаний. Таким образом, идея структурирования элементов физического знания является основной методологической идеей разработки содержания обобщающего урока физики (9).

Обобщение знаний учащихся проводят как систематически, при изучении материала, так и на специальных занятиях. Можно выделить два направления обобщения знаний: систематизация фундаментальных знаний и систематизация прикладных знаний (13).

Обобщение фундаментальных знаний можно осуществить на разных уровнях и на основе различных стержневых идей. Например, проводят систематизацию знаний в соответствии с циклом теоретического познания, или со структурой физической теории, или с основными элементами физической картины мира. Уровень обобщения зависит от того, на каком этапе изучения курса его проводят.

Обобщающие занятия можно проводить в разных формах. Раньше их проводили в форме лекций. Однако, поскольку познавательная активность учащихся в этом случае не достаточно велика, более предпочтительными формами их проведения являются семинары и конференции. Эти формы предполагают большую самостоятельность учащихся, которые работают с литературой, готовят доклады или рефераты, выступают с докладами или сообщениями, участвуют в обсуждении вопросов.

Большое значение в решении задачи обобщения знаний школьников имеет проведение комплексных семинаров межпредметного характера (12). Такие семинары позволяют обобщить и систематизировать знания, полученные при изучении других дисциплин, глубже осмыслить связи между различными явлениями.

Приведем пример урока по теме «Газовые законы» в 10-м классе с элементами обобщения и систематизации по учебнику Касьянова В.А. К уроку необходимо будет приготовить обобщающие таблицы и в приложение к ним графическое представление, по возможности в виде кодограмм или презентации на компьютере (11).

Таблица №4: «Газовые законы»

ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ (ИЗОПРОЦЕССЫ)

№ п\п	ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТОЯНИЯ Р,V, T, M, m	НАЗВАНИЕ ПРОЦЕССА	НАЗВАНИЕ ЗАКОНА	ВИД УРАВНЕНИЯ
1	P, V, T=Const	ИЗОТЕРМИ-ЧЕСКИЙ	БОЙЛЯ-МАРИОТТА	P1 V1 = P2 V2
2	V, T, P=Const	ИЗОБАРИ-ЧЕСКИЙ	ГЕЙ-ЛЮССАКА	V1 /V2 =T1 /T2
3	T, P, V=Const	ИЗОХОРИ-ЧЕСКИЙ	ШАРЛЯ	P1 /P2 =T1 /T2
4	P, V, T, Q=0	АДИАБАТИ-ЧЕСКИЙ	ПУАССОНА	T1V1???=T2V2???

Графическое представление

1	p	Р	V	ИЗОТЕРМА
2	Р	Р T	V	ИЗОБАРА
3	Р V	Р T	V V T	ИЗОХОРА

Тема урока: «Газовые законы»

Цель урока: сформировать систематизированные знания газовых законов и их графическое представление.

Образовательные задачи:

1) учащиеся должны освоить материал на уровне осмысленного воспроизведения;

2) учащиеся должны знать газовые законы для каждого процесса, уметь определять по автору закона о каком процессе идет речь;

3) учащиеся должны уметь по материалу учебника оформлять таблицу.

Воспитательные задачи:

1) учащиеся должны проявлять потребности в знаниях;

2) учащиеся должны демонстрировать аккуратность, целеустремленность, умение оперативно выполнять требования учителя.

Развивающие задачи:

1) учащиеся должны уметь обосновать вывод законов;

2) учащиеся должны проявить творчество при заполнении таблицы;

3) учащиеся должны демонстрировать умение анализировать, грамотно строить ответы на вопросы учителя.

Тип урока: полное учебное занятие, изучение новой темы.

Метод обучения: продуктивный (наглядно-практический).

Принципы обучения: наглядность, систематичность, доступность, научность.

Оборудование: графопроектор с дидактическим материалом, учебник.

План урока

Название этапа	Метод	Время
1. Организационный момент	Беседа	1 мин
2. Постановка целей и задач	Монолог учителя	2 мин
3. Актуализация знаний	Фронтальный опрос	5 мин
4. Изучение нового материала	Демонстративный метод Работа с книгой Составление таблиц	20 мин
5. Закрепление материала	Решение задач	8 мин
6. Домашнее задание	Инструктаж	2 мин
7. Подведение итогов	Беседа	2 мин

Ход урока

Деятельность учителя	Деятельность учащихся
- Здравствуйте, ребята! Отметим отсутствующих на уроке. -Сегодня на уроке мы познакомимся с газовыми законами, составим обобщающие таблицы, с тем чтобы вам наглядно продемонстрировать различия поведения газа от изменений параметров. Заранее приготовьте линейки и карандаши. - Как вы думаете, от каких параметров зависит поведение газа? -Правильно. Все перечисленные параметры входят в одну известную нам уже формулу, запишите ее на доске. - Объясните, что за величина R -Правильно! Сегодня мы на уроке рассмотрим изопроцессы. Открывайте тетради и запишите тему урока: «Изопроцессы» -Изопроцесс - это процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния данной массы остается постоянным. Запишем определение. -Вы перечислили параметры: температура, давление, объем. Рассмотрим теоретически каждый из случаев. Для этого заранее заготовим таблицы, а по ходу будем ее заполнять (на графопроекторе демонстрирует заготовку таблицы) -Итак, все заготовили таблицы?! -Рассмотрим первый процесс при неизменной массе газа будут меняться все параметры кроме температуры. Такой процесс называют изотермическим. При таких условиях рассмотрим уравнение Менделеева-Клапейрона, что вы можете отметить? -Правильно, вот мы и пришли к закону для изотермического процесса, которое носит имя Боля-Мариотта. Записывается так: p1 V1 = p2 V2. Давление газа при изотермическом процессе обратно пропорционально объему: p= const/V график показывает, что при постоянной температуре рост давления сопровождается уменьшением объема. А теперь на основе вышесказанного с помощью учебника заполните таблицу для изотермического процесса. -Итак, давайте проверим, так ли у вас заполнено, как должно быть?! (учитель на кодограмме показывает образец заполнения) -Теперь рассмотрим состояние системы при неизменных давлении и массе. Преобразум закон Менделеева-Клапейрона так, чтобы изменяющиеся величины оказались слева, а остальные справа: V/T =(m/M) *R/p=const V=const*T. Что означает это соотношение и как на графике демонстрировать зависимость? - этот процесс называется изобарным, а закон Гей-Люссака таков: V1 /V2 =T1 /T2 -Итак, даю вам 2-3 мин для заполнения таблицы и графиков. -А теперь сверим с образцом. -теперь рассмотрим состояние при неизменном объеме. Такой процесс называется изохорным, а закон для него был получении Шарлем. Опять таки, в левую сторону перенесем те параметры, которые меняются - давление и температура: p/T= (m/M)*R/V= =const. Иначе: p=const*T. Что означает это соотношение и как на графике демонстрировать зависимость? Закон Шарля записывается так: P1 /P2 =T1 /T2 Снова возвращаемся к таблицам и заполняем оставшиеся пробелы в строчках. -Теперь проверим всю таблицу, а я пройду просмотрю и наиболее понравившиеся мне отмечу оценкой «пять». Давайте рассмотрим снова все процессы и по очереди для каждого графика назовем возможное состояние. -тогда процесс называется изотермическим расширением или сжатием. - И так, мы видим, что одно и тоже состояние можно изобразить в трех графиках, чередуя три рассмотренных параметра. В задачах на изопроцессы обычно дается один график состояния и требуется представить остальные два. Разберем устно тренировочную задачу, представленные на доске. Задание такое назвать процесс и охарактеризовать поведение неизвестных величин. p 2 3 1 4 T Рассмотрим процесс1-2, как он называется? И по очереди все остальные. -На следующем уроке мы будем решать задачи такого типа, поэтому надо будет усвоить таблицы, дома еще раз повторить законы и графики. Запишите д\з: §53, вопросы и задачи в конце параграфа. За урок сегодня получили оценки: … Спасибо за урок, до свидания.	-Приветствуют учителя. Дежурные отмечают отсутствующих. -Слушают учителя, выполняют требования. - Отвечают: наверное, от температуры, давления, плотности, объема. - Один ученик выходит и записывает закон Менделеева-Клапейрона, другие учащиеся проверяют правильно ли записал: pV= m/M*RT -R -молярная газовая постоянная, равная 5,31 Дж/(моль*К) R=Na *k. -Открывают тетради и записывают: «Изопроцессы» -записывают определение: Изопроцесс - это процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния данной массы остается постоянным. -Слушают учителя. Рисуют таблицы с экрана. Газовые законы. Графическое представление. № п\п ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТОЯНИЯ Р,V, T, M, m НАЗВАНИЕ ПРОЦЕССА НАЗВАНИЕ ЗАКОНА ВИД УРАВНЕНИЯ 1 2 3 4 Слушают учителя. Отвечают: pV= (m/M)*RT из этого уравнения следует, что изменяя объем и давление правая часть уравнения остается постоянной: pV= const -Ребята заполняют первую строку таблицы и рисуют графики для изотермического процесса. (дается время 2-3 мин) -Учащиеся проверяют, исправляют ошибки. -Отвечают: объем газа при постоянном давлении пропорционален температуре, на графике такая зависимость определяется прямой. -Ребята заполняют вторую строку таблицы и рисуют графики для изобарического процесса. (дается время 2-3 мин) -Учащиеся проверяют, исправляют ошибки. -Слушают учителя. -Отвечают: давление газа при постоянном объеме прямо пропорционален температуре, на графике такая зависимость определяется прямой. -Ребята заполняют вторую строку таблицы и рисуют графики для изобарического процесса. (дается время 2-3 мин) -Учащиеся проверяют, исправляют ошибки. Отвечают по цепочке: для изотермического процесса возможно сжатие или расширение. Для изобарного процесса возможно охлаждение или нагревание, сжатие или расширение. Для изохорного возможно изохорное нагревание или охлаждение. - Слушают учителя. Отвечают: 1-2 изохорное нагревание, т. е давление растет, температура растет, а V постоянен. 2-3 - давление постоянно, температура растет, значит и объем растет, так как изобарное нагревание. 3-4: температура -постоянна, давление падает, значит объем растет - изотермическое расширение, 4-1: давление постоянно, температура уменьшается, значит и объем уменьшается - изобарное охлаждение. -Записывают домашнее задание: §53, вопросы и задачи в конце параграфа.
2.6 Педагогический эксперимент
2.6.1 Анкетирование ребят старших классов общеобразовательной школы Во время прохождения школьной практики было проведено анкетирование в старших классах среди учащихся 10 А и 11 А классов с социально-экономическим уклоном. Цель анкетирования - выяснить, знакомо ли ребятам понятие систематизации и обобщения и как часто ребята самостоятельно обращаются к приемам систематизации в учебной деятельности. Ребятам были даны следующие вопросы: 1. Нравится ли отвечать параграф по готовому конспекту и почему? 2. Как вы готовитесь к проверочной работе? 3. Как вы понимаете термин «систематизация знаний»? 4. Умеете ли вы составлять конспекты при работе с книгой? 5. Представьте себя в роли учителя физики, как бы вы провели урок повторения перед городской проверочной работой? В анкетировании участвовали 22 десятиклассника и 20 одиннадцатиклассников. При анализе ответов на первый вопрос о том, нравится ли отвечать по конспекту, учащиеся 10 класса утвердительно положительно ответили, обосновав это тем, что можно подсмотреть, в конспекте выделяются основные моменты, благодаря которым, ответ получается более уверенный. Учащиеся 11 класса большинство ответили «да», но встретились и отрицательные ответы, которые пояснялись тем, что не всегда удобно отвечать по конспекту, порой можно обойтись. Это явление можно объяснить тем, что одиннадцатиклассники более уверены в себе, более требовательнее к себе и даже составляя конспекты, желают отвечать без него. Второй вопрос тесно сочетается с темой квалификационной работы, его цель - узнать какими методами систематизации владеют ребята на практике. Для наглядного представления и сравнения обратимся к рисунку. гистограмма 1 1 - выписывают формулы и определения; 2 - конспектируют главу; 3 - составляют схемы; 4 - составляют таблицы; 5 - заучивают формулы. Итак, в десятых классах перспектива больше отдается выписыванию формул, т.е. заготовке шпаргалок, на втором месте таблицы и конспекты. В 11-ом классе ребята предпочитают более осмысленному написанию формул в их взаимосвязи - схемы, таблицы. Такое явление объясняется возрастными особенностями и психологическими настройками ребят - десятиклассники еще не чувствуют ответственности за будущее, а одиннадцатиклассники хотят знать, осмысленно учить для «завтрашнего» дня. Очень интересно ребята раскрыли понятие «систематизации» знаний. Вот примеры ответов десятиклассников: - «Обобщение имеющихся знаний»; - «Упорядочение знаний»; - «Объединение полученных знаний с новыми»; - «Приведение определенных знаний в систему»; - «Постоянная проверка знаний»; - «Совокупность всех знаний». Одиннадцатиклассники расширили это понятие: - «Упорядочение знаний в стройную систему»; - «Знания, расположенные в определенном порядке»; - «обобщение и повторение уже полученных знаний с новыми с целью вспомнить и ликвидировать пробелы по теме». Среди определений данных десятиклассниками попадались и несуразные ответы, что говорит о полном отсутствии понятия в словарном запасе, но возможном применении методов систематизации. Таким образом, в целом ребята имеют представление о систематизации, хоть и не могут дать правильного понятия. Одиннадцатиклассники обладают более широким словарным запасом и грамотнее выражают свои мысли. Но для учителя такая проверка служит определенным сигналом о том, что применяя неоднократно методы и приемы систематизации на уроках, необходимо пояснить ребятам о самом процессе систематизации и обобщения, о приемах и методах и о пользе в учебном процессе. Судя по ответам на четвертый вопрос все ребята умеют составлять конспекты, а вот двое одиннадцатиклассников ленятся писать и предпочитают подчеркивать основное в книге карандашом. Но и подчеркивание хороший признак, указывающий на умение работать с книгой, искать важные мысли. Пятый вопрос более творческий и ребята представили различные варианты. Многие склонялись к тому, чтобы вначале повторить формулы и определения, а потом прорешать задачи. Таких мнений более 60 процентов, возможно, это вызвано тем, что учитель именно так организует подготовку к проверочной работе. В 11 классе ребята уже показали знание систематизации, выдвинув ее как метод для подготовки к контрольной работе. Таких вариантов было 5, остальные склонились к простому повторению материала, без демонстрации взаимосвязи фактов и явлений. В целом сложилось впечатление, что ребята интенсивно пользуются методами систематизации, уверенно конспектируют и воспроизводят конспекты, многие знакомы с приведением знаний в систему, т.е. во взаимосвязи, причем в более старшем возрасте ребята осознаннее подходят к процессу повторения и учению. 2.6.1 Проверка умения ребят работать по обобщенному плану В старших классах общеобразовательной школы №24 проводился эксперимент с целью проверить умение ребят работать по обобщенному плану при работе с физическими величинами. Оба класса - 10 А и 11 А - имеют социально - экономический уклоны и наиболее успевающие среди параллельных классов. Каждый ученик получил индивидуальное задание с общим для всех планом раскрытия физической величины. Школьники могли пользоваться своими учебниками при работе с обобщающими таблицами, т.к. для каждого класса была отобрана своя величина уже изученная или предстоящая к изучению в этом году. Характеристика физической величины проводится по такому плану: 1) Какое явление или свойство характеризует данная величина? 2) Определение величины. 3) Определительная формула и формулы связи с другими величинами. 4) Какая это величина: скалярная или векторная? 5) Единица измерения. 6) Способ измерения величины. Итак, в 10 классе задание выполнили 22 ученика, из них правильно раскрыта величина у восьми учеников. Шестеро учеников раскрыли понятия не по плану, а как им показалось удобно, из них только 2 ученика правильно ответили на пункты плана. Таким образом, 12 учеников раскрыли понятия не совсем точно с отсутствием сведений в некоторых пунктах. Особенно проблемными оказались следующие вопросы: 1) Какое явление или свойство характеризует данная величина? 2) Способ измерения величины. В данном случае ребята затруднились различить само определение и свойство, характеризующее величину. Таким образом, для того, чтобы успешно выполнить задание, необходимо было обратиться к логическому мышлению, к умению синтезировать и анализировать прочитанное о физической величине. При ответе на второй проблемный вопрос нужно было, просто проанализировав сведения о величине, вспомнив все измерительные приборы, назвать прибор, либо ответить, что значение вычисляется через опосредованные измерения. Среди одиннадцатиклассников гораздо больше правильных работ, лишь двое перепутали пункты плана. Справились 16 человек, 4 ученика не полностью раскрыли понятие величины. Проблема связана была с первым проблемным вопросом. Необходимо отметить, что среди работ учащихся 11 класса десять величин раскрыто глубоко и грамотно. Таким образом, одиннадцатиклассники отличаются более высокими показателями результата и качества работы. Скорее всего, это объясняется тем, что ученики 11 класса осознали ответственность, приобрели глубокие знания и навыки при работе с учебником. Результаты десятиклассников показали, что ребят надо подтянуть в знаниях и навыках, необходимо чаще давать такие задания по обобщению.

Заключение

В работе раскрыта сущность систематизации и обобщения на уроках физики. Роль этих процессов велика, так как улучшается не только качество усваиваемого материала, но и развивается способность анализировать, абстрактно представлять многие понятия и определения.

Эксперимент показал, что подача ребятам систематизированного материала в виде схем, таблиц, различных сопоставлений заметно лучше усваивается. В тоже время развития умения самих ребят обобщать материал и систематизировать благоприятно скажется при изучении других школьных предметов, так как конечная цель обучения в школе каждого ученика - развить все творческие возможности, таланты ученика, т.е. выпускник должен обладать широким кругозором и ясным представлением физической картины мира. Эксперимент также показал, что ребята интенсивно пользуются методами систематизации, уверенно конспектируют и воспроизводят конспекты, многие знакомы с приведением знаний в систему, т.е. во взаимосвязи, причем в более старшем возрасте ребята осознаннее подходят к процессу повторения и учению.

Одна из проблем учителей - это понимание обобщения как обычного повторения материала, заключающегося в припоминании формул и решении задач. На самом же деле систематизация и обобщения более широкое понятие, включающее в себя творческие задачи, которые способствуют развитию аналитического мышления.

Содержательное абстрагирование и обобщение выступают как две стороны единого процесса восхождения мысли к конкретному. Но в процессе обобщения человек при установлении закономерных связей этого отношения с единичными явлениями может обнаружить его всеобщий характер как основу внутреннего единства целостной системы. Произвести содержательное обобщение - значит открыть некоторую закономерность, необходимую взаимосвязь особенных и единичных явлений с общей основой некоторого целого, открыть закон становления внутреннего единства этого целого.

В качестве творческого вклада в работу, разработаны обобщающие таблицы и схемы по физике в качестве вспомогательного материала для учителя на уроках, а так же разработаны конспекты уроков по систематизации и обобщению.

Таким образом, в работе выполнены поставленные задачи: проведен констатирующий эксперимент, просмотрены и проанализированы статьи и учебные материалы по данному вопросу, на основе изученного материала составлены таблицы и схемы.

Литература

1. Архипова А.И. Систематизация знаний учащихся на уроках физики на основе принципа цикличности. - М.: Просвещение, 1991

2. Бугаев А.И. Методика преподавания физики в школе.- М.: Просвещение, 1981

3. Браверманн Э.М. Уроки повторения и закрепления материала.// Физика в школе. 2006 - №4- С. 47-50

4. Виленская Н.А. Сопоставительные таблицы, как способ систематизации знаний.// Физика в школе. 2002.-№4-С.60

5. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении. - М.: Педагогика, 1972

6. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. - М.: Академия, 2004

7. Дик Ю.И. Межпредметные связи курса физики в средней школе. - М.: Просвещение, 1987

8. Жданов С.А. Организация повторения курса физики в выпускном классе.// 1-е сентября, прил. Физика. - 2006 - №2 - С.7-11

9. Зарецкий Ф.А. Урок физики: поиск эффективности: Методическое пособие для сред. ПТУ. - М.: Высшая школа, 1987

10. Зимняя И.А. Педагогическая психология. - М.: Логос, 2002

11. Зиновьев А.А. Систематизация учебного материала в системе развивающего обучения. - Развивающие аспекты процесса обучения физике: Доклады на Всероссийской научно-методической конференции 25-26 ноября 2005. - Самара: СГПУ, 2005, С. 36-40

12. Зверева Н.М. Активизация мышления учащихся на уроках физики. - М.: Просвещение, 1980

13. Каменецкий С.Е. Модели и аналогии в курсе физики средней школы. - М.: Просвещение, 1982

14. Касьянов В.А. Физика. 10кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа,2005

15. Касьянов В.А. Физика. 11кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа,2005

16. Каташев В.Г. Актуализация знаний учащихся в процессе обучения физике. - Казань: КазПИ,1989

17. Кеняев Е.Д. Системное изложение школьной физики.// Физика в школе. - 2001-№7-С.43

18. Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики. - М.: Просвещение , 1985

19. Методика преподавания физики в средней школе: Частные вопросы./С.В. Анофрикова, М.А. Бобкова и др. Под ред. С.Е. Каменецкого, Л.А. Ивановой. - М: Просвещение, 1981

20. Методика обучения физике в школах СССР и ГДР/ Под ред. Зубова В.Г., Разумовского В.Г. и др. - М.: Просвещение, 1978

21. Мощанский В.Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. - М.: Просвещение, 1976

22. Мякишев Г.Я. Физика: учебник для 10 кл. общеобразоват. учреждений. - М.: Просвещение, 2004

23. Мякишев Г.Я. Физика: учебник для 11 кл. общеобразоват. учреждений. - М.: Просвещение, 2004

24. Новикова Т.Г. Семинарские занятия.// 1-е сентября, прил. Физика. - 2005 - №12 - С.16-18

25. Павлов В.Е. Формирование понятия «физическая величина» в целях научного мировоззрения.// Физика в школе. - 2000 - №7 - С.18

26. Программа для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7 - 11 кл./ Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин, В.А. Орлов. - М.: Дрофа, 2004.-256 с.

27. Романов В.Г. Систематизация знаний учащихся по физике. - М.: Высшая школа, 1979

28. Родионова О.З. Обобщающие таблицы.// 1-е сентября, прил. Физика. - 2004- №38 - С.23-24

29. Суханькова Е.П. Экскурсионная учебная деятельность с межпредметным содержанием.// 1-е сентября, прил. Физика. -2004 - №18

30. Усова А.В. Систематизация и обобщение знаний учащихся в процессе обучения. - Челябинск: ЧГПУ, 1998

31. Усова А.В. Психолого-педагогические основы формирования у учащихся научных понятий. - Челябинск: ЧГПИ, 1986

32. Усова А.В. Формирование учебных умений // Советская педагогика. - 1982 -№1 -С. 45-48

33. Талызина Н.Ф. Педагогическая психология. - М.: Академия, 1998

34. Теория и методика обучения физики в школе: Общие вопросы./ С.Е. Каменецкий, Н.Е. Важеевская и др. Под ред. - С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой. - М.: Академия, 2000

35. Фещенко Т.С. Физические модели.// 1-е сентября, прил. Физика. - 2006 -№2 - С.2-3

Приложения

Таблица: «Соединение проводников»

Соединение	Схема	Постоянная величина	Следствия	Примеры
Последова- тельное		J=J1=J2	U=U1+U2 R=R1+R2	Гирлянды
Парал- лельное		U=U1=U2	J=J1+J2 1/R=1/R1+ +1/R2	Жилой дом

Таблица «Агрегатные состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное)»