Систематизация и структурирование учебного материала в процессе изучения темы физики

Систематизация и структурирование учебного материала в процессе изучения темы физики <Электростатика>

Т. А. Березина, П.В. Скулов 

У каждого человека хоть раз в жизни появлялась потребность представить большой объем информации в краткой форме. Невозможность записать выступление со скоростью воспроизведения речи, заставляет человека конспектировать материал. Иногда, например, студенту на экзамене требуется за короткий промежуток времени воспроизвести тот или иной материал. При этом сам ответ должен быть ясным, четким и логичным в изложении. Для этого необходимо предварительно переработать представляемую информацию. Такого рода мыслительный процесс, в котором изучаемые объекты организуются, в определенную систему на основе выбранного принципа называют систематизацией. 

При систематизации осуществляются такие мыслительные операции, как анализ и синтез, сравнение и классификация, в ходе которых учащиеся выделяют сходства и различия 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, между компонентами структуры элементов физического знания: связи внутри физических явлений, законов, теорий, картины мира.

Систематизация позволяет более продуктивно - использовать знания человека и вместе с тем служит источником новых знаний.

Возможные решения данной проблемы следующие: составление схем, таблиц, опорных сигналов, графов, структурно-логических схем, опорных конспектов, логических конспектов, системно - структурный подход, которые являются способами систематизации материала. Анализ перечисленных материалов показывает, что, в основном, они представляют логику изучаемой теории и ее содержание в частично сокращенном и закодированном виде, что, безусловно, является шагом вперед по сравнению с традиционным изучением. Это согласуется с утверждением психологов, о том, что человек легче запоминает знак, чем его смысл, а знак в свою очередь актуализирует содержание и смысл. 

Большой вклад в решение этой проблемы внесли такие известные педагоги как: Г. А. Рассказова, В.Ф. Шаталов, А.А. Ченцов, Е.С. Малышева, Л.М. Кузнецова, Г.Д. Луппов, Ю.С. Куперштейн, А.Е. Марон, А.А. Шаповалов, А.Н. Крутский и многие другие. 

Мы предлагаем в качестве одного из возможных решений этой проблемы фрагмент разработанного учебно-методического комплекса, который включает в себя опорный конспект и тетрадь домашних заданий. 

Предполагается, что если изучать материал, проводя его структурирование и систематизацию, а именно использовать на уроках ОК, а дома тетрадь домашних заданий, то следует ожидать, что качество усвоения учебного материала будет лучше. Для проверки выдвинутого предположения необходимо было разработать методику изучения темы: "Электростатика" 10-го класса с использованием ОК и тетради домашних заданий.

В связи с этим естественно звучит вопрос, почему в качестве основного средства обучения при разработке методики был выбран ОК. Обосновывая такой выбор, отметим, что в последнее десятилетие методическая система организации учебно-воспитательного процесса с использованием опорного конспекта получила широкое распространение, что и стало решающим фактором при выборе основного средства обучения. Поэтому уместно было бы сказать несколько слов непосредственно об ОК. 

Опорный конспект - это логическая схема изложения учебного материала, выполненная в виде физических формул, кратких выводов, поясняющих рисунков и т.д. Опорный конспект раскрывает закон, явление, научный факт всегда по одному и тому же для каждого элемента знания плану. Разработанные конспекты относятся к такому виду ОК, которые используются на уроках объяснения нового материала. При построении ОК мы придерживались следующих принципов: 

1. Отражение главных ключевых моментов.

2. Составление в близкой последовательности с материалом учебника.

3. Расположение конспекта на двух листах формата А5.

4. Наглядность и яркость изложения.

5. Отсутствие сокращений, непонятных для учеников.

Мы надеемся, что использование ОК в учебном процессе позволит ученику глубже разобраться в изучаемом материале, легче его запомнить, приведет в систему полученные знания. Учителю же ОК поможет сконцентрировать внимание на отдельных, наиболее трудных местах изучаемого материала, быстро проверить, как ученики поняли и запомнили материал.

При разработке комплекса большое внимание было уделено домашним заданиям. Практика работы школы показывает, что домашние задания носят стереотипно-шаблонный характер - перечень параграфов и упражнений или задач. Домашняя работа является одним из компонентов методической структуры урока и частью учебно-воспитательного процесса. Процесс обучения становится существенно более эффективным, когда учитель обдумывает не только объем, но и характер домашнего задания. Часто существенным недостатком домашних заданий является негативное восприятие их учащимися. Кроме того, появилась возможность приобретения решебников с уже решенными заданиями. Таким образом, к разработанным ОК прилагается тетрадь ДЗ, в которой к каждому уроку подобраны соответствующие задания.

Итак, рассмотрим два типичных урока по разработанной методике.

1. Урок изучения нового материала.

На доске, кроме содержания ОК изображены дополнительные рисунки и схемы, при помощи которых учитель иллюстрирует свой рассказ и обязательно поддерживает обратную связь с учениками. В ходе объяснения нового материала учитель должен проделывать необходимые опыты. Главное в процессе изложения нового материала - добиться, чтобы каждый ученик разобрался в каждой части конспекта. После изложения нового материала учитель еще раз объясняет узловые моменты. В рабочей тетради фиксируются основные моменты урока. Дома в тетради домашних заданий учащиеся должны воспроизвести опорный конспект, а также выполнить тестовое задание. В последующем предполагается постепенный переход от воспроизведения готового ОК к полностью самостоятельному его составлению.

2. Урок решения задач.

Этот урок проходит в три этапа:

1) устное воспроизведение ОК.

Опрос по ОК осуществляется следующим образом: в ОК подпунктами изложены в краткой форме параграфы учебника, каждый подпункт достается одному из учеников, они выходят к доске и воспроизводят каждый свой пункт. В это время остальные ученики участвуют во фронтальном опросе. Затем слушают учеников у доски. Такое изложение называется проговариванием ОК. Ученик использует свою запись как основу, а рассказ строит на базе объяснения учителя, материала учебника, собственных примеров и материала, который ему удалось прочитать дополнительно. Когда рассказ ученика заканчивается, класс его комментирует, т.е. отмечает, что было раскрыто хорошо, что осталось не раскрытым, что освещено неверно.

2) Решение задач. 

Важна самостоятельная работа учащихся, а не количество задач, решенных у доски учителем. На уроке решения задач первые задачи прорешиваются учителем, а остальные учащимися у доски. Учителем ведется глубокий анализ решаемой задачи, а также он контролирует правильность записи данных, перевода единиц, вывода формул и расчетов. 

3) Опрос тестовым методом по заданию к ОК.

Это экспресс-контроль знаний в течение 5 минут, позволяющий проверить степень понимания материала. Учитель раздает листы с тестовыми заданиями (обычно в них семь вопросов), а учащиеся выбирают из предложенных ответов правильные. Учитель собирает листочки и анализирует их. Возможен еще один вариант контроля - это когда ребята проверяют друг у друга тестовые задания, а учитель зачитывает правильные ответы.

После урока решения задач ученикам предлагаются следующие задания: 

Решить количественные задачи.

Решить качественные задачи. 

В конце тетради имеется таблица для записи основных формул. После каждого урока ученики записывают нужные формулы в эту таблицу.

Один из важнейших элементов данной методики - это право учащихся пересдавать материал (конспекты или задачи). Для пересдачи задач учащиеся получают листочки с текстом или просто номера задач из сборника. После выдачи задания с учащимися проводится консультация по теоретическому материалу или решению задач. 

Таким образом, представленная методика с одной стороны позволяет каждому ученику многократно проработать каждый вопрос изучаемой темы, а с другой стороны позволяет учителю провести объективную оценку знаний учащихся.

Педагогический эксперимент по проверке эффективности предлагаемой методики, проводился в школе © 25 г. Барнаула. В ходе эксперимента нужно было показать, что работа с опорным конспектом и тетрадью домашних заданий способствует лучшему усвоению знаний.

Для эксперимента были выбраны следующие классы: 

10д - химико-биологический (22 человека) - экспериментальный класс.

е - экономико-юридический (23 человека) - контрольный класс.

Успеваемость экспериментального класса была не выше, чем контрольного. Выбор классов осуществлялся по результатам предшествующего обучения. Занятия в экспериментальном классе проходили по разработанной методике, а в контрольном - по традиционной методике.

Для обработки результатов были использованы две методики:

1. Расчет коэффициентов полноты выполнения задания (зачет по теоретической части). 

2. Критерий Хи-квадрат (контрольная работа). 

Исследуя результаты, полученные в ходе обработки по методике расчета коэффициентов полноты выполнения задания, можно отметить следующее:







    Полученные данные имеют нормальное распределение, что свидетельствует о правильном подборе заданий

Сравнение результатов по критерию Стьюдента показывает, что на уровне значимости P=0,05 между результатами двух классов существует статистически значимая разница.

Исследуя результаты, полученные в ходе обработки по методике хи-квадрат можно сделать вывод, что между результатами в исследуемых классах нет статистически значимой разницы.

Этот факт можно объяснить следующим образом:

1.  Количество исследуемых мало (всего 40 человек).

2.  Для решения задач в 10д не было разработано специальной методики. Уроки по решению задач проходили стандартным образом в обоих классах.

3.  Подготовка к контрольной работе была одинакова в обоих классах. 

На наш взгляд педагогический эксперимент удался. Была опробована новая методика изучения материала с помощью опорного конспекта и тетради домашних заданий. Полученные результаты говорят о том, что эта методика органично вплетается в педагогический процесс и ее можно использовать в школе. Можно считать, что цель, преследуемая в ходе эксперимента, в большей степени достигнута, а выдвинутая гипотеза подтверждена. Вместе с тем полученные результаты также говорят и о необходимости корректировки методики. Так, например, необходимо уделить особое внимание решению задач с целью выявления степени влияния предлагаемой методики, и на эту немаловажную сторону педагогического процесса. Для получения достоверных результатов целесообразно было бы провести повторный педагогический эксперимент, в котором такая возможность была бы учтена.