Учебно-методический комплекс как средство подготовки учащихся 11 класса по физике

Физика -- экспериментальная наука. Без демонстрационного эксперимента и лабораторного практикума нет полноценного приобщения к методам и самому духу физического исследования. Эффективность этих компонентов учебного курса заметно повышается при системном использовании задач, подготавливающих учащихся к разным аспектам опытного исследования.

Задачи-демонстрации, когда требуется не только объяснить демонстрируемое явление, но и самому изготовить простую установку и провести опыты и измерения, способствуют более глубокому и эмоциональному восприятию изучаемого материала и развивают важные практические и интеллектуальные навыки.

Экспериментальные задачи и лабораторные работы исследовательского характера, в которых знакомство с новыми физическими явлениями предваряет их последующее изучение, способствует развитию творческих способностей учащихся и их самостоятельности.

Учебная и методическая литература, посвященная приобщению учащихся к опытному исследованию, содержит обширный и полезный в практике преподавания материал.

Разделение курса физики на "теорию" и "задачи" имеет определенные основания, но не является абсолютным. Ряд успешно применяемых методических разработок показывает широкие возможности переноса материала из одной сферы в другую. Скажем, традиционно относимое к "теории" введение и определение новых понятий, включая важнейшие, может быть весьма эффективно проведено через постановку, решение и обсуждение задач.

Чтобы высокий развивающий потенциал задач был задействован, главное не просто выделить на них большее время. Требуется создание соответствующей структуры обучающей деятельности. Само построение курса физики должно быть ориентировано на то, чтобы всемерно использовать методические возможности учебной задачи. Учебная задача тогда выступает как методическая основа построения курса физики. Изложение содержания курса строится как процесс решения и обсуждения взаимосвязанных задач, в ходе которого учащиеся не просто применяют изученное на практике, но и усваивают новые понятия, развивают представления о методе физики как науки, приобщаются к элементам физического мышления. Это предполагает целостную проработку всего учебного материала с целью:

- определить, какие задачи способствуют овладению физическими законами и навыками физического мышления;

- найти трактовки физических законов и понятий, которые открывают учащимся доступ к наиболее значимым их применениям;

- оценить локальный и интегральный эффект предлагаемого варианта использования задач.

2.2.2 Классификация задач по физике

В методике обучения физике процесс решения учебной задачи рассматривается как выбор стратегии решения, ее логики и структуры, определение общих и частных правил, которые можно применить для решения задачи. Под стратегией понимают исчерпывающий план действий, который складывается в процессе формирования замысла решения конкретной задачи.

Обычно стратегия решения физической задачи состоит из следующих этапов:

предварительного - изучение условия задачи и его анализа;

планирующего - формирование замысла и принятие плана решения;

реализующего - осуществление решения задачи;

проверки и анализа выполненного решения.

С точки зрения использования средств решения задачи эти этапы в некоторых случаях называют так:

физический этап - анализ задачи, поиск решения, составление замкнутой системы уравнений;

математический этап - решение задачи в общем виде и числовые расчеты;

этап анализа решения и исследование результатов.

Для выявления функций, роли и места задач в процессе обучения, уровня усвоения учебного материала, развития познавательных способностей и творческих возможностей учащихся, задачи по физике классифицируют по различным признакам. Выбор этих признаков зависит от целей классификации задач. Так если необходимо выявить общие подходы к решению задач определенного типа или составить алгоритм их решения, то задачи классифицируют по способам решения. Основаниями для классификации физических задач могут выступать особенности формулировки условия задачи, характер ее содержания, методы решения, дидактическая роль задач в учебном процессе, средства решения, степень сложности, характер требований задачи и др. [4, c. 8]

Достаточно удобной для учебных целей является классификация физических задач по следующим признакам, которые выделил В. А. Яковенко:

по характеру требований:

на нахождение искомого;

на доказательство;

на конструирование;

по содержанию и степени обобщенности:

простые и комбинированные;

конкретные, абстрактные, ситуативные, метазадачи;

с техническим, графическим, экспериментальным, практическим, краеведческим, историческим, бытовым, межпредметным, занимательным содержанием;

по характеру формулировки:

текстовые, на основе рисунков, схем, фотографий, таблиц, графиков, опытов;

качественные, количественные, графические, экспериментальные;

с необходимыми, недостающими, избыточными данными;

по способу решения:

математические и экспериментальные;

с одним или несколькими решениями;

по дидактическим целям:

тренировочные (типовые, стандартные (на применение знаний в знакомых ситуациях));

познавательные (на применение знаний и умений в новых взаимосвязях);

творческие (исследовательские, конструкторские (на применение знаний в новых ситуациях)).

В зависимости от способа классификации одни и те же задачи могут быть отнесены к различным группам. В связи с этим любая классификация задач является неполной и не до конца последовательной. Однако в методических целях классификацию задач применять полезно. Так, чтобы эффективно формировать навыки применения знаний на практике, нужно выбрать правильное сочетание задач по физике с конкретным и абстрактным содержанием. Задачи с абстрактным содержанием формулируются таким образом, что несущественные связи и признаки объектов, явлений и процессов, о которых говорится в условии, отброшены, произведено отвлечение от конкретной предметной действительности, то есть абстрагирование. Поэтому такие задачи представляют собой некоторую абстракцию реальной практической ситуации. Примером такой задачи является следующая: «Определить, чему равен коэффициент трения, если предмет начал двигаться равномерно по наклонной плоскости при угле наклона б». Достоинство абстрактных задач состоит в том, что в них легко выявляются существенные связи и физическая сущность явлений, выяснению которых не мешают второстепенные детали. Это облегчает проведение анализа и решение задач, но, если таким задачам отдается постоянное предпочтение, то это затрудняет формирование навыков применения физических знаний на практике. Чтобы сформировать такие навыки, в процессе обучения физике необходимо использовать также задачи с конкретным содержанием, описывающие реальные практические и жизненные ситуации, например: «Ручной тормоз автомобиля считается исправным, если автомобиль удерживается тормозом на дороге с уклоном 120. Для дорог, с каким коэффициентом трения рассчитано это правило?»

Конкретные задачи обычно содержат числовые значения физических величин, единицы их измерения, а также требование, предполагающее получение определенного (численного) результата. При анализе таких задач учащимся необходимо самостоятельно осуществить процессы абстрагирования с целью выявления существенных связей и физической сущности явлений. Во многих случаях это вызывает значительные трудности, но способствует формированию умений применять знаний по физике на практике.

В зависимости от степени обобщенности выделяют также ситуативные и метазадачи. Ситуативные задачи представляют собой описание некоторой физической ситуации, на основе которой требуется составить абстрактные (или конкретные) задачи с различными искомыми величинами, содержащимися в описании данной ситуации. Например: «Провод с удельным сопротивлением с имеет длину l и диаметр d. При напряжении U между концами провода сила тока в нем I. Сопротивление провода R. Составить абстрактные задачи с двумя неизвестными на основе описания этой ситуации». Таким образом, в ситуативных задачах перечисляются лишь объекты, явления и физические величины с их буквенными обозначениями. В них отсутствует вопрос или требование определить какую либо конкретную физическую величину. Любая величина ситуативной задачи может выступать в роли искомой.

Метазадачи - это задачи, требующие описания ситуации задачи или составления ситуативной задачи по определенной теме курса физики. Например: «Составить ситуативную задачу на закон Ома для замкнутой цепи и работу электрического тока».

Анализ предложенной классификации позволяет также сделать вывод о том, что различные типы задач имеют различное значение и меру использования в процессе обучения физике. Так, задачи на нахождение искомого (то есть определение значения физических величин) достаточно полно представлены во всех сборниках и занимают доминирующее положение в учебном процессе (около 80%). Другие типы задач (например, на конструирование, на доказательство; с историческим, межпредметным и «занимательным» содержанием) представлены в учебном процессе недостаточно, хотя необходимость их использования не вызывает сомнений. Менее всего разработаны и внедрены в учебный процесс задачи с межпредметным содержанием, то есть задачи, условие, содержание и процесс решения которых интегрирует в себе структурные элементы знаний, изучаемых в смежных учебных предметах.

Задачи с межпредметным содержанием являются одной из форм межпредметных связей. Для их составления, анализа и решения необходимо знание различных учебных предметов (математики, химии, астрономии, биологии и др.). Межпредметное содержание обычно задается в их условии или выявляется при решении. Соотношение основного и смежного предметов в содержании задач может быть различным. Задача по физике может содержать параметры (термины, символы и т. д.) из смежного предмета, которые в решении непосредственно не используются, например: «Длина наружного слухового канала уха человека (следовательно, и длина резонирующего в нем столба воздуха) составляет 2,7 см. При какой частоте звука слышимость будет наилучшей?»

В условие задачи может включаться материал смежного предмета в неявном виде, но без его использования решение задачи невозможно, например: «Указать, какие из следующих примесей: фосфор, алюминий, мышьяк, сурьма, галлий, бор, кремний, углерод - придают германиевому полупроводнику электронную, а какие - дырочную проводимость».

Содержание задачи может включать материал смежного предмета, необходимого для ее решения, в явном виде, например: «Сравнить время покрытия детали слоем цинка и серебра одинаковой массы при одной и той же силе тока в гальванической ванне».

Задачи с межпредметным содержанием можно применять на всех этапах усвоения учебного материала по физике, а также при его повторении и систематизации. Использование таких задач в учебном процессе позволяет сообщить учащимся более глубокие знания по смежным предметам, создать у них системные представления о многих явлениях природы, показать единство законов природы, подготовить к целостному восприятию научной картины мира. [4, c.12]

При классификации по содержанию выделяют также задачи с техническим, графическим, экспериментальным, практическим, историческим, краеведческим, бытовым и др. содержанием.

К задачам с техническим содержанием относятся задачи, в которых сообщаются сведения о промышленном и сельскохозяйственном производстве, транспорте, связи и др. Они должны быть логически связаны с учебным материалом по физике и содержать сведения о технических объектах и явлениях, имеющих широкое применение в народном хозяйстве. Особенно ценны задачи, в которых производятся распространенные в технике расчеты (расчет электрической цепи, определение расходов электроэнергии и т. д.). Например: «Рассчитать сечение алюминиевого провода линии электропередачи от станции к предприятию, если длина линии l, передаваемая мощность С, напряжение, под которым передается энергия, U. Потери мощности С1».

Задачи с техническим содержанием должны не только по содержанию, но и по форме возможно ближе подходить к производственным условиям (содержать реальные данные, предполагать использование паспортных данных машин и установок, сведений из справочной литературы, чертежей, схем и т. д.). Например: «Рассчитать стоимость электроэнергии, потребляемой вашей стиральной машиной за 1,5 ч». Применение таких задач в учебном процессе способствует политехнической подготовке учащихся, повышает их интерес к физике, знакомит с достижениями и перспективами развития современной техники.

Задачи с историческим содержанием содержат сведения исторического характера о физических опытах, открытиях, изобретениях, методах определения физических величин и т. п. Они позволяют ввести элементы истории физики и техники в курс физики средней школы. Например: «В электрических лампах, созданных А.Н. Лодыгиным (1872 г.), нагревался угольный стержень. Рассчитать мощность шестивольтной лампочки Лодыгина, если угольный стержень имел длину 6 см и диаметр 2 мм».

С помощью задач по физике исторического содержания можно показать те огромные изменения, которые произошли в науке и технике. Например: «Первый в мире электроход Б.С. Якоби имел мощность двигателя 180 Вт. Судно прошло по Неве (13 сентября 1838 г.) 7 км за 3 ч. Какую работу совершил двигатель и чему равна его сила тяги?» Для сравнения надо сообщить учащимся сведения об аналогичных современных машинах и установках.

Решение задач по физике исторического характера способствует развитию любознательности, углубленному и осмысленному усвоению курса физики, патриотическому воспитанию учащихся.

С целью формирования у учащихся практических умений и навыков в учебном процессе по физике применяются задачи с практическим содержанием (их обычно называют практическими заданиями). Такие задания предусматривают подтверждение или проверку физических закономерностей, применение знаний на практике, наблюдение за протеканием физических процессов и т. д. В качестве примера приведем следующие задания:

Определите толщину листа книги.

Сделайте из цветного пластилина модели двух молекул воды. Затем из этих молекул составьте модели молекул кислорода и водорода.

Определите, какое давление вы произведете при ходьбе и стоя на месте.

Такие задания предлагаются учащимся чаще всего в качестве домашних наблюдений, расчетов.

По характеру формулировки условия физические задачи делятся на текстовые, экспериментальные и графические. Наибольшее применение в учебном процессе получили текстовые задачи. Это такие задачи, условие которых выражено словесно, в виде текста, и содержит все необходимые данные, кроме физических констант. Текстовые задачи могут формулироваться с опорой на рисунок, чертеж, схему, фотографию, таблицу и др.

Однако условие задачи в виде текста оказывается неудобным для образного представления задачи. Поэтому процесс восприятия задачи сопровождается перекодированием ее условия. Первой формой перекодирования является переход от задачи в виде текста к краткой записи ее условия в виде буквенных и знаковых обозначений, выполнения рисунков, схем электрических цепей и др. Возможно и дальнейшее перекодирование, например, использование для кодирования диаграмм сил (выделение взаимодействующих тел и изображение мер этих взаимодействий с помощью векторов сил), аналитической формы записи условия задачи и др.

Важным фактором, определяющим мыслительную деятельность учащихся при решении текстовых задач, являются характер и особенности параметров условия, их компонентный состав. Задачи по физике характеризуются следующими параметрами: заданными и открытыми; постоянными и переменными; поясняющими и ограничивающими.

Заданные параметры обычно характеризуют начальное и конечное состояния системы, о которой говорится в задаче.

Ограничивающие параметры позволяют определить условия применимости физических законов, принципов, правил в конкретных ситуациях. Так, некоторые законы и положения, справедливые в земных условиях, неприменимы в состоянии невесомости (расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда; возникновение выталкивающей силы; явление конвекции).

Поясняющие параметры обычно указывают на те упрощения, которые следует сделать для решения задачи (сопротивление воздуха не учитывать; массой блока пренебречь; гравитационное поле Земли считать однородным и т. п.).

Выявление и учет параметров (и других компонентов задачи) является начальным этапом применения метода моделирования, на основе которого решаются физические задачи. Сущность этого метода заключается в том, что для исследования задачной ситуации создается ее модель, которая заменяет оригинал и служит предметом изучения. С этой целью объекты, явления, процессы и др., представленные в задаче, заменяются их идеализированными моделями (материальная точка, абсолютно черное тело, идеальный газ, модель атома и др.). Сами задачи по физике с абстрактным содержанием можно рассматривать как идеализированные модели реальных физических задач с конкретным содержанием.

Психологи считают, что в процессе решения физических задач используются модели двух видов: вспомогательные и решающие. Вспомогательные модели (рисунки, схемы, графики, модели отдельных объектов) служат для анализа условия задачи, выявления ее основных частей и структуры, поиска метода решения задачи. Решающие модели представляют собой новые задачи, заменяющие исходные задачи и в каком-то отношении более удобные, чем они. С точки зрения психологии, процесс решения задачи это процесс ее перемоделирования, т. е. построение цепи моделей исходной задачи, конечными звеньями которой являются задачи-модели, методы решения которых известны. [4, c.16]

Вспомогательные и решающие модели выполняют в процессе решения задач различные функции, главные из которых представляют собой конкретизацию, схематизацию, построение наглядного образа задачной ситуации, абстрагирование, обобщение и др.

В зависимости от характера и метода исследования физических явлений текстовые задачи по физике делятся на качественные (логические, задачи-вопросы) и количественные (вычислительные или расчетные). Качественными называют такие задачи, при решении которых определяются только качественные зависимости между параметрами, характеристиками физических явлений, процессов, объектов. Для их решения, как правило, не требуется никаких вычислений. Решение качественных задач заключается в применении физических закономерностей к анализу явлений, о которых говорится в задаче, т. е. объектом изучения является физическая сущность явлений на уровне их объяснения. В связи с этим решение качественных задач наиболее целесообразно на начальных этапах усвоения учебного материала (в частности, с целью формирования физических понятий).

Качественные задачи очень разнообразны по содержанию. Основными их видами являются задачи на объяснение физических явлений, их предсказание; выделение общих черт и существенных различий конкретных явлений, их сравнение; систематизацию и т. д.

Качественные задачи по физике повышают интерес к предмету, развивают логическое мышление учащихся, формируют умение применять знания для объяснения явлений природы и др. Их можно использовать в процессе формирования новых знаний, их обобщении, закреплении и проверке. Качественные задачи включают в самостоятельные и контрольные работы по физике, а также в домашние задания учащимся.

Задачи, при решении которых устанавливаются количественные зависимости между физическими величинами, называют количественными (вычислительными или расчетными). Для получения ответа на вопрос задачи (в виде формулы или числа) необходимо произвести определенные математические операции. Начальным этапом решения таких задач является качественный анализ, который затем дополняется количественным анализом с вычислением определенных числовых характеристик процессов. Однако в процессе обучения отмечаются случаи, когда количественные задачи решаются без достаточного качественного анализа путем подстановки данных в формулу, подбираемую по чисто формальным признакам. При этом математические операции могут выступать на передний план, заслоняя физическую сущность задачи.

Таким образом, решение количественных задач необходимо сопровождать достаточно глубоким и всесторонним качественным анализом, выявлением физической сущности задачи. Количественные задачи не следует противопоставлять качественным, так как в основе решения задач обоих типов лежит понимание физической сущности законов и умение применять их на практике.

Решение количественных задач способствует глубокому усвоению физических теорий, понятий и законов, формирует действенные знания, воспитывает материалистические представления о природе и т. д. [4, c.19]

Исходя из числа зависимостей, включенных в задачу, количественные задачи по физике делят на простые и комбинированные.

Простые задачи требуют несложного анализа и небольших вычислений. Для их решения, как правило, требуется одна-две формулы. Цель решения таких задач - помочь учащимся запомнить формулы, научить подстановке данных, конкретизировать полученные закономерности, закрепить знание наименований физических величин, некоторых констант и др. Такие задачи целесообразно решать (в небольшом количестве) после изучения новой закономерности, а также включать в домашние задания. По дидактическим целям эти задачи являются тренировочными.

Если задачи предполагают применение многих закономерностей из разных тем и разделов физики, то их называют комбинированными. Эти задачи можно использовать для углубления знаний учащихся, расширения их представлений о взаимосвязях физических явлений, а также для тематической проверки знаний. По дидактическим целям такие задачи обычно относятся к задачам с познавательным содержанием.

Кроме текстовых задач в процессе обучения физике (в частности, при изучении кинематики, газовых законов, основ термодинамики и др.) широко применяются графические задачи, то есть задачи, в условии или требовании которых содержится график. Для них задается графическая зависимость между двумя физическими величинами или содержится требование выразить графически такую зависимость. И именно графические задачи способствуют формированию функционального мышления у учащихся.

Таким образом, существует огромное количество видов и способов решения задач по физике, которые рассматриваются в учебно-методической литературе. Поэтому важно для учителя подобрать такой комплекс задач, чтобы он способствовал всестороннему развитию ученика и его интереса к физике как к науке.

2.2.3 Методический анализ сборников задач по физике, используемых в 11 классе средней школы

Для разработки системы задач по каждой теме курса физики можно использовать системно-структурный подход. Основным понятием, которым оперируют при этом, является понятие «система». Система (в общем случае) представляет собой множество объектов, между которыми существуют определенные связи и отношения. Системы обладают различными свойствами: структурными, функциональными и др. Структурные свойства системы характеризуют ее компоненты, отношения между ними и отношения между отдельными компонентами и системой в целом. Если компоненты системы существенно влияют друг на друга, то считают, что они образуют систему, обладающую определенной структурой. [4, c.22]

Очевидно, что учебный материал по физике представляет собой систему, обладающую логической структурой. Основными компонентами этой системы являются элементы физических знаний (научные факты, понятия, явления, процессы, законы, свойства тел и т. п.). Между структурными элементами физических знаний существуют внутренние связи, которые отражают связи, существующие между объектами и явлениями реального мира.

Таким образом, учебный материал каждой темы можно представлять как систему, состоящую из элементов физических знаний, между которыми существуют логические связи и отношения.

С точки зрения системно-структурного подхода, задачи по физике отражают и реализуют связи и отношения между элементами физических знаний. Значит, для создания оптимальной системы задач по данной теме необходимо выделить в ней основные элементы физических знаний, установить связи и отношения между ними, а также связи и отношения между элементами знаний данной темы и элементами знаний других родственных тем. Затем подобрать (составить) такую систему задач, чтобы их содержание и структура соответствовала всем выявленным связям и отношениям между элементами физических знаний. Свойства каждой задачи (содержание, структура, сложность и др.) зависят от вида связей и отношений в выделенной системе знаний.

Кроме того, система задач по теме должна быть построена так, чтобы каждая очередная задача содержала определенную новизну, была достаточно трудной, но посильной для учеников, требовала соответствующих приемов работы над ней.

Таким образом, системно-структурный подход создает возможности для разработки оптимальной системы задач по физике сточки зрения их содержания, структуры, методов и способов решения, видов деятельности и др. Однако следует признать, что в настоящее время система задач по физике создается преимущественно опытным путем и интуитивно.

Методический анализ «Сборника вопросов и задач по физике 10 кл.»

Как было сказано выше, что для достижения успехов в обучении физики в целом и решении задач в частности необходимо выстраивать взаимосвязанные системы, которые состояли бы из элементов, помогающих наилучшему усвоению материала учениками. Поэтому проанализируем тот сборник задач [2], который рекомендуется к использованию в качестве учебного пособия в 11-ом классе в средних школах.

Во-первых, хочется отметить, что данный сборник был издан в 2003 году, а учебники, рекомендуемые к использованию в качестве учебных пособий в 11-ом классе в средних школах, были изданы в 2008 и 2009-х гг. Это свидетельствует о том, что данный сборник не полностью соответствует теоретическому материалу в учебниках, так как учебная программа пересматривалась неоднократно. Во-вторых, 8-ми разделам учебника только 5 разделов задачника соответствует программе, то есть на оставшиеся разделы необходимо учителю самостоятельно подбирать литературу, потому что ни каких других учебных пособий не рекомендовано.

Теперь проанализируем качественный и количественный состав данных задач.

Раздел №1. Механические колебания и волны	На этот раздел предусмотрено 3 часа по программе, а именно темы: «Уравнение гармонических колебаний»; «Пружинный и математический маятники»; «Колебательное движение».	В данном сборнике задач это раздел №5 «Механические колебания» (задачи №563 - 666).
Раздел №2. Электромагнитные колебания и волны	На этот раздел предусмотрено 2 часа по программе, а именно темы: «Электромагнитные колебания» «Переменный электрический ток. Трансформатор».	В данном сборнике задач это раздел №6 «Электромагнитные колебания» (задачи №667 - 734).
Раздел №3. Оптика	На этот раздел предусмотрено 5 часов по программе, а именно темы: «Электромагнитная природа света. Интерференция света» «Дифракция света» «Закон преломления света» «Формула тонкой линзы» «Оптические приборы».	В данном сборнике задач это раздел №8 «Волновая оптика» (задачи №775 - 824), раздел №9 «Геометрическая оптика» (задачи №825 - 1082).
Раздел №4. Основы специальной теории относительности	На этот раздел предусмотрен 1 час по программе, а именно тема: «Основы специальной теории относительности».	В данном сборнике задач это раздел №10 «Элементы теории относительности» (задачи №1083 - 1127).

То есть на первую тему «Механические колебания и волны» предусмотрено сборником 104 задачи. Из них 26 рассчитаны на оценки от 1 до 5 и, оставшиеся 78, на оценки от 6 до 10. Наибольшее количество задач на отметку 10 - всего 28, а наименьшее на отметку 1 - всего 6. Задачи представлены в достаточном количестве, но большим разнообразием не отличаются. Для примера возьмем задачи №574, 592 и 594.

№574: «Как и во сколько раз k изменится частота колебаний н математического маятника, когда его длина l уменьшилась в n=9 раз?»

№592: «Определите отношение частот колебаний маятников , когда их длины относятся как »

№594: «Как необходимо изменить длину l маятника, чтобы частота н его колебаний увеличилась в n=3 раза?» [2, c.105-107]

Для решения этих задач необходимо применить формулу периода колебаний математического маятника: и формулу частоты колебаний: . То есть задачи, по сути, практически решаются в два действия, где требуется знание только этих формул. Такие задачи необходимы только для закрепления знаний, но никаких других функций они не несут. А такого рода задачи преобладают в данном сборнике (примерно 90%), поэтому они, по нашему мнению, развивают учеников однобоко, не показывая связи с другими разделами физики, и не устанавливают межпредметные связи.

В разделе «Механические колебания и волны» все задачи по характеру требований относятся к задачам на нахождение искомого, по содержанию - к ситуативным и абстрактным, по способу решения - количественные. Можно отметить наличие нескольких задач (всего 5) познавательного характера, например, на нахождение частоты колебаний кузова автомобиля.

На вторую тему «Электромагнитные колебания и волны» предусмотрено сборником 68 задач. Из них 29 рассчитаны на оценки от 1 до 5 и, оставшиеся 39, на оценки от 6 до 10. По своему составу задачи в корне не отличаются от предыдущего раздела, то есть все относятся по содержанию - к ситуативным и абстрактным, по способу решения - количественным. Эти задачи служат на проверку формул и законов для данной темы, но не устанавливают связей с другими разделами физики и предметами в целом. Опять же такие задачи уместны только на первых уроках для закрепления материала и в качестве домашних заданий. Для примера рассмотрим следующие задачи:

№723: «Первичная обмотка трансформатора имеет n1=2400 витков. Определите количество витков n2 во вторичной обмотке, когда при силе тока в ней I2=1,2 А необходимо передавать во внешнюю цепь мощность С2=24,0 Вт. Напряжение в сети U1=380 В.»

№727: «Трансформатор, который имеет в первичной обмотке n1=300 витков, включен в сеть напряжением U1=220 В. Во вторичную цепь трансформатора, которая имеет n2=200 витков, включен резистор сопротивлением R=80 Ом. Определите силу тока I2 во вторичной цепи, когда падение напряжения в ней U2=80 В.»[2, c.127-128]

Как можно заметить, что эти задачи похожи как по формулировке, так и по способу решения. То есть при помощи них усваиваются основные понятия и формулы по теме «Трансформаторы» и тем самым видится определенный алгоритм решения задач по этой теме. Когда же ученик столкнется с похожими задачами, но имеющими межпредметные связи или использующими формулы и понятия из различных разделов физики, то есть более сложными по своей структуре, то с такими задачами он просто напросто не справится, так как будет пытаться применить определенный алгоритм решения. И это, по нашему мнению, является ошибочным и неправильным, потому что тем самым мы не развиваем физическое мышление учеников.

На третий раздел «Оптика» предусмотрено значительное количество задач, а именно 306 задач. Из них 118 рассчитаны на оценки от 1 до 5 и, оставшиеся 188, на оценки от 6 до 10. Хоть и отмечаем значительное количество задач, но на первую тему «Электромагнитная природа света. Интерференция света» отведено автором только 6 задач: №807, 808, 815, 816, 823, 824. Причем для №807 и 808 условия одинаковы, лишь небольшая разница в длинах волн (в первом случае диапазон длин волн - 600-800 нм, а во втором - 400-600 нм). На следующую тему «Дифракция света» предлагается значительное количество задач (около 44), но каждая последующая похожа на предыдущую. Например:

№805: «Найдите длину волны монохроматического света, который падает нормально на дифракционную решетку, когда угол между максимумами первого порядка б=80. Дифракционная решетка содержит N=120 штрихов на миллиметр».

№806: «Определите длину волны монохроматического света, падающего нормально на дифракционную решетку с периодом d=3,0 мкм, когда угол между направлениями на максимумы третьего и второго порядков ? = 100». [2, c.140-141]

Опять же, данные задачи помогают отработать понятия и формулы по дифракции света, но дополнительной информации никакой другой не несут. Тоже самое можно отметить и для оставшихся тем - необходимо знать формулы и путем математических преобразований решить задачу.

На четвертый раздел «Основы специальной теории относительности» предусмотрено сборником 45 задач. Из них 21 рассчитаны на оценки от 1 до 5 и, оставшиеся 24, на оценки от 6 до 10. В этом разделе хоть и все задачи по способу решения количественные, но зато по содержанию довольно разнообразны. К примеру в №1117 необходимо найти через сколько лет масса Солнца уменьшится на 1% или №1121 где необходимо определить разность во времени между двумя ударами молний в концы вагона. Однако опять таки эти задачи идут на отработку алгоритма решения, а не на сущность физических явлений.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что данный сборник задач по физике является недостаточно доработанным и не полностью учитывает современные тенденции в развитии физики как науки в целом, так и школьного предмета в частности. Этот сборник в основном сориентирован на односторонность в решении задач, алгоритмизацию подходов и способов решения задач, не предоставляя возможности ученикам творчески мыслить. Решая задачи из этого сборника, ученики развивают математические способности по выводу искомых формул, но при этом не всегда вдаются в физическую сущность явлений.

Методический анализ других сборников задач

Так как сборник задач, рекомендованный Министерством образования, не полностью соответствует программе и не содержит на все разделы необходимые задачи, то, конечно, учителя прибегают и к другим пособиям. Чаще всего это «Сборник задач по физике для 8-10 классов средней школы» А.П.Рымкевича различных годов издания (в большинстве случаев 1987 г).

Это пособие является достаточно компактным, и в тоже время охватывает основные разделы физики, изучаемые в школе. Здесь можно отметить значительное разнообразие задач, как по содержанию, так и по способу решения и не только к одной конкретной теме.

В качестве примера рассмотрим главу №13 «Механические колебания» (задачи № 934 - 977). С самого начала прослеживается четкое деление задач на уровни сложности, а также взаимосвязь между ними. Выделяются следующие виды задач: по характеру требований - на нахождение искомого; по содержанию - абстрактные (№ 964, 966), ситуативные (№ 946, 948, 949), по характеру формулировки - текстовые; на основе графиков (№ 945, 935), по способу решения - качественные (№ 938, 944, 953, 971, 973, 974, 977), количественные (№ 946, 947, 949, 950, 957, 968). [3, c.122-126]

По дидактическим целям эти задачи можно разделить на две категории: тренировочные (стандартные) и познавательные. Тренировочные задачи рассматриваются вначале раздела, так как они помогают усвоить и проверить основные физические законы и формулы по данной теме, а познавательные - предложены во второй части раздела, что помогает способным ученикам увидеть не только механизм применения данных законов, но и посмотреть применение в повседневной жизни и на производстве. Тем самым ученикам дается возможность осознать сущность данных физических явлений. К примеру, возьмем задачи № 972: «Подвесьте на нити массивный груз и раскачайте его дуновением. Объясните явление» и № 973 «Как раскачать стрелку заряженного электрометра, не имея заряженного тела? Проверьте на опыте и объясните явление». То есть при помощи этих задач автор хочет, чтобы ученики поставили опыт, который смогли бы, потом объяснить на основе полученных знаний, тем самым способствуя развитию логического мышления у учащихся и умению делать умозаключения.

То же можно сказать и про другие главы в данном сборнике и охарактеризовать точно также, а именно - являются содержательными, имеются задачи разного уровня сложности, разного подхода и способа решения, много познавательных задач. Единственный недостаток этого сборника - значительная часть задач рассчитана на советский подход в обучении, не соответствует современным достижением науки и техники, не учитывает повсеместную компьютеризацию общества.

Кроме этого учителя используют учебник «Физика - 11» В. В. Жилко, Л. Г. Маркович [1], рекомендованный Министерством образования в качестве теоретического пособия учащимся. В частности они используют упражнения после параграфов, где содержатся задачи и примеры решения задач. Данные упражнения способствуют закреплению материала и полезны в качестве домашних заданий. Задачи хоть и разнообразны: формулируются условия, как на основе текста, так и на основе графиков, но большой нагрузки не несут, так как решаются в одну - две формулы.

Поэтому, чтобы урок был интересным и содержательным, необходимо учителю не ограничиваться данными сборниками задач, а применять другие сборники (например под редакцией В. А. Яковенко), но с учетом уровня усвоения материала учениками и соответственно уровнем сложности задач.

Также необходимо уделять значительное внимание учащихся на решение задач по установлению межпредметных связей, олимпиадных задач и, конечно, задач из централизованного тестирования. По возможности и с учетом уровня подготовки учащихся в данном классе, подбирать такие задачи, чтобы можно было показать все нюансы в их решении, а также всевозможные способы по их решению.

ГЛАВА III. Экспериментальная проверка предлагаемой методики в процессе педагогической практики

В ходе педагогической практики была сделана попытка проверить все вышесказанное на практике, а также убедиться в том, что названных пособий недостаточно, чтобы грамотно и четко овладеть физическими знаниями и научиться их применять при решении задач. Так как в задачнике, рекомендованном министерством образования для 11 класса (Жилко, В. В. Сборник вопросов и задач по физике: учеб. пособие для 10 кл. учреждений, обеспеч. получение общ. сред. образования с рус. (белорус.) яз. обучения с 11-летним сроком обучения / В.В. Жилко, Л.Г. Маркович. - Минск: Нар. асвета, 2003), отсутствует ряд тем предусмотренных учебной программой, нами был разработан комплекс задач и тестовых заданий по разделам: «Основы специальной теории относительности», «Фотоны. Действия света», «Физика атома». Данный комплекс был апробирован на практике.

В качестве экспериментального класса был задействован 11 «Б» класс ГУО СОШ № 9 г. Бреста, а в качестве контрольного - 11 «Б» класс ГУО СОШ № 5 г. Бреста.

Педагогическую практику я проходила в ГУО СОШ № 9 г. Бреста, поэтому проводился эксперимент именно там, а так как я работаю в ГУО СОШ № 5 г. Бреста учителем физики в качестве контрольного был взят 11 класс этой школы.

Список учеников 11 «Б» класса ГУО СОШ № 9 г. Бреста:

Винник Анастасия

Горош Владимир

Гураченкова Наталья

Карасев Евгений

Кирничный Илья

Колтунчик Анна

Коляда Алексей

Лукина Ольга

Лукьянчук Егор

Миронова Анна

Мясникова Арина

Новиков Александр

Павлович Михаил

Предтеченская Светлана

Пуцыкович Карина

Репеко Галина

Смирнова Дарья

Солодуха Андрей

Сутько Александр

Черкашин Никита

Шикута Татьяна

Шпак Вероника

Шумер Мария

Список учеников 11 «Б» класса ГУО СОШ № 5 г. Бреста:

Анишкевич Максим

Багновец Яна

Будник Юлия

Гурман Игорь

Кочурко Юрий

Кудынюк Яна

Кучук Анна

Литвинец Кристина

Лунь Денис

Маркова Анастасия

Морза Кристина

Пашкович Инна

Садурский Юрий

Свирский Андрей

Сергуц Алина

Филипюк Юлия

Циолта Дмитрий

Чебурко Ангелина

Шеньшин Денис

Яковлева Ольга

В экспериментальном классе давались задачи по физике из разработанного комплекса (см.приложение) , а в контрольном - то, что запланировано календарным планом из пособий рекомендованных Министерством образования и др. В конце изучения тем проводились самостоятельные работы, для установления эффективности такой методики.

Результаты педагогического эксперимента, проводившегося при изучении учащимися главы «Фотоны. Действие света» отражены в следующей диаграмме:

Диаграмма 1 «Результаты самостоятельной работы по теме Фотоны. Действие света»

Средний балл по классам: экспериментальный - 6,2; контрольный - 5,2.

Результаты педагогического эксперимента, проводившегося при изучении учащимися главы «Физика атома» отражены в следующей диаграмме:

Диаграмма 2 «Результаты самостоятельной работы по теме Физика атома»

Средний балл по классам: экспериментальный - 6,1; контрольный - 5,6.

Как видно из данных диаграмм, оценки, полученные в ходе контроля знаний учащихся по главам «Основы специальной теории относительности», «Фотоны. Действие света» и «Физика атома», в экспериментальном классе выше, чем в контрольном. Это говорит о эффективности предлагаемого комплекса задач. Данный опытный факт позволяет сделать вывод, что учителю не стоит ограничиваться только учебниками и учебными пособиями, которые предусматривает календарно-тематическое планирование, а необходимо использовать как можно больше учебно-методической литературы при подготовке и проведении урока.

Заключение

Проведенное исследование показало, что рекомендованные Министерством образования учебное пособие по физике и сборник задач для 11 класса являются недоработанными и содержат неточности, ошибки и опечатки. Учебное пособие (Жилко, В. В. Физика: учеб. пособие для 11 кл. общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / В. В.Жилко, Л. Г. Маркович. -- Минск: Нар. асвета, 2009) в целом соответствует по содержанию учебной программе, а задачник (Жилко, В. В. Сборник вопросов и задач по физике: учеб. пособие для 10 кл. учреждений, обеспеч. получение общ. сред. образования с рус. (белорус.) яз. обучения с 11-летним сроком обучения / В.В. Жилко, Л.Г. Маркович. - Минск: Нар. асвета, 2003) соответствует частично. Учителю физики необходимо очень внимательно использовать их в учебной деятельности.

Проведенный педагогический эксперимент позволил сделать следующие выводы: обучение физика учебник

1) В процессе обучения физике в средней школе в 11 классе недостаточно ограничиваться только учебными пособиями по физике, рекомендованными Министерством образования в календарно-тематическим планировании,

2) Использование разработанного комплекса задач, по разделам «Фотоны. Действие света» и «Физика атома», позволяет повысить качество подготовки учащихся в данной области.

В ходе проделанной работы было установлено, что учителю необходимо использовать дополнительные учебники и учебные пособия, которые наиболее полно и содержательно отражают суть физических явлений и процессов, чтобы ученики лучше усваивали теоретический материал и приобретали навыки по решению задач различных видов.

1. Размещено на www.allbest.ru