Изучение современной физики в средней школе

УДК 372.853 ББК 74.262.23

ИЗУЧЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

LEARNING OF MODERN PHYSICS AT HIGH SCHOOL

С. Г. Гильмиярова, Д. Р. Сафин

В настоящее время углубляется разрыв между современной наукой и ее отражением в школьных программах. Цель работы - определить уровень знаний современной физики и астрономии старшеклассниками. Для этого был разработан специальный тест. Анализ результатов показал, что большая часть учащихся не знакома с последними открытиями. Авторы предлагают ввести в средних школах элективный курс, посвященный современной физике.

Ключевые слова: современная физика, средняя школа.

Прошедший век можно назвать веком образования и науки, именно в XX столетии человек вышел в космос, проник внутрь атомного ядра, освоил новые виды энергии, создал мощные вычислительные системы, научился использовать в невиданных масштабах богатство природы. Наука и образование - две составляющие одного процесса, и одна без другой развиваться не могут. К сожалению, существующая в настоящее время система образования все меньше поддерживает современный уровень науки и техники, и все чаще говорят о ее кризисе [1, с. 36].

Очевидно, что способ представления знаний при традиционном преподавании устарел и уже не отвечает современным потребностям школы. Модернизация образования означает его изменение в соответствии с требованиями современности. Такими требованиями сегодня являются усиление внимания к личности ученика и развитие его способностей, ориентация обучения на максимальный учет возрастных и индивидуальных способностей каждого школьника [2, с. 187].

Модернизация образования включает в себя также модернизацию физического образования, его изменение в соответствии с требованиями современности. Экскурс в недавнюю историю отечественной школы показывает, что в 1980-1990-х гг. при обязательном среднем образовании на изучение физики в течение 5 лет выделялось 560 ч. В настоящее время такое же количество часов выделяется только в профильных физико-математических классах: в 7-9-х классах основной школы - по 2 ч в неделю, а в 1011-х - по 5 ч; всего получается 560 ч. Но таких классов очень мало [3, с. 47].

В общеобразовательных учебных заведениях получается 420 ч при следующем раскладе: 7-9-е классы - по 2 ч,

S. G. Gilmiyarova, D. R. Safin

At the present time the gap between modern science and its reflection in school curricula increases. The aim of this paper is to determine what senior pupils know about modern physics and astronomy. For this purpose a special questionnaire was designed. The analysis of the results shows that most of senior pupils do not know about new discoveries in physics. The authors suggest introducing a special elective course on modern physics at high schools.

Keywords: modern physics, high school.

10-11-е - по 3 ч в неделю, что на 140 ч меньше, чем в советское время. Это один из серьезных просчетов реформаторов физического образования [4, с. 65].

Еще одной важной проблемой модернизации обучения физике является создание хорошего учебника. Нами был проведен анализ содержания основных школьных учебников по физике (А. В. Перышкин, С. В. Громов, А. Е. Гу-ревич, Э. Т. Изергин, В. А. Касьянов, Г. Я. Мякишев, Л. И. Анциферов, А. Н. Мансуров, А. А. Пинский и др.) [5-13].

Проведенный анализ показал, что основную часть в учебниках занимают давно устоявшиеся разделы классической физики: механика, термодинамика, электродинамика, геометрическая и волновая оптика, молекулярная физика. Современным разделам физики, таким как квантовая, атомная и ядерная физика, физика элементарных частиц в учебниках физики уделяется гораздо меньше внимания. В то же время очевидно, что знание современных разделов физики является фундаментом, который необходим для успешного продолжения образования в вузах и для будущей творческой работы в науке и современном производстве.

Можно указать несколько причин, по которым объем современной физики в средней школе должен быть существенно увеличен. Первая причина - это существенная роль достижений современной физики в повседневной жизни людей XXI в. Компьютеры, новые средства связи, лазерные технологии во многом определяют образ жизни наших современников. Человек, не знакомый с физическими принципами действия данных устройств, неуютно чувствует себя в условиях техногенной цивилизации. Заглянув в недалекое будущее, можно предположить, что роль передовых технологий, основанных на современных разделах физики, будет возрастать во всех отраслях человеческой деятельности.

Таблица

Результаты тестирования школьников на тему «Что я знаю о современной физике?»

Процент выполненных заданий, % Оценка Количество школьников Количество школьников, %

85-100 отлично - -

65-85 хорошо 2 5

50-65 удовлетворительно 10 25

0-50 неудовлетворительно 28 70

Вторая причина необходимости знания современных разделов физики заключается в качественном различии основных положений и законов физики микромира и макромира. Современная физика - это не очередная глава классической физики, а «революция в физике», как ее определил Луи де Бройль. Необычность основных положений современной физики определяет необходимость более раннего обращения к ним учащихся. Если основные идеи современной физики будут заложены уже в старших классах, то выпускнику общеобразовательной школы будет легче ориентироваться при выборе направления дальнейшего образования и перестроиться на обучение в вузе.

В связи с вышесказанным мы решили проверить знания школьников по современным разделам физики. Наш педагогический эксперимент проводился в физико-математических классах Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения ордена Дружбы народов гимназии № 3 им. М. Горького г. Уфы. В эксперименте принимали участие 40 учащихся 10-11 классов.

Основным методом проведения педагогического эксперимента было тестирование. С целью выявления знаний школьников в области новейших открытий в физике и астрономии нами был составлен бланк тестовых заданий по физике на тему: «Что я знаю о современной физике?» Тест состоял из 18 вопросов с тестовыми заданиями разных типов: закрытые, открытые, на установление соответствия и последовательности.

Сформулированные вопросы в тестировании позволяли оценить не только конкретные знания материала, относящегося к ядру физических теорий, но и знания мировоззренческого и методологического характера. Школьникам предлагались вопросы по двум разделам физики: «Элементарные частицы» и «Астрофизика XXI века», поскольку именно эти направления получили развитие в последние годы.

Вопросы теста были сформулированы так, что первая часть заданий была, как правило, известна учащимся (понятие кварков, позитрона и т. д.), поэтому правильные ответы на первую часть дали многие. Вторая часть была более обобщенной и связана пониманием физической картины мира (понятия космологии, понятие глюона и т. д.), она воспринималась школьниками как нечто абстрактное и сложное.

При разработке тестов мы приняли во внимание кривую распределения индивидуальных баллов, которая является следствием кривой распределения трудности заданий теста. Задания нашего теста обладали оптимальной трудностью для восприятия школьниками, поскольку распределение индивидуальных баллов имел вид нормальной кривой.

Анализ ответов школьников по разделу «Элементарные частицы» показал, что оценку «отлично» не получил ни один из испытуемых учащихся, 5% учащихся получили оценку «хорошо», 20% - оценку «удовлетворительно» и большая часть испытуемых (75%) не справились с заданиями данного раздела тестирования.

Результаты по разделу «Астрофизика XXI» оказались несколько лучше: 10% от общего числа испытуемых получили оценку «отлично». Оценку «хорошо» и «удовлетворительно» получили 15 и 20% школьников, 55% от общего числа протестированных не смогли справиться с заданиями данного раздела теста.

Суммарные результаты ответов на вопросы тестирования приведены в таблице. Оценку «отлично» не получил ни один испытуемый школьник. Около 5% опрашиваемых получили оценку «хорошо». Большая часть учащихся получила оценки «удовлетворительно» и «неудовлетворительно» (25 и 70% соответственно).

Мы считаем, что слабые ответы на задания связаны с тем, что на сегодняшний день школьники учатся по традиционным программам (ранее мы говорили об этой проблеме), в которых не уделяется достаточно внимания изучению новейших физических и астрономических открытий, кроме того, учащиеся уделяют мало внимания самообразованию.

Возникает вопрос, как можно преподносить современную физику в средней школе. По мнению Л. В. Тарасова, современная физика должна быть не дополнительной главой (разделом) школьного курса физики, а определять структуру и методологию всего этого курса [14, с. 3]. Однако в настоящее время в силу ряда причин это вряд ли возможно.

Мы полагаем, что оптимальным является введение специальных элективных курсов по изучению современных разделов физики и астрономии. В настоящее время нами разработаны учебные программы элективных курсов «Современные представления о строении материи», «Физика космоса», «Энергетика XXI века», они проходят апробацию в профильных физико-математических классах.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борытко Н. М. Методология и методы психолого-педагогических исследований. М.: Академия, 2009.

2. Каменецкий С. Е. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений. М.: Академия, 2000.

3. Костицын В. А. Физика в школе. // Физика в школе. 2006. № 3.

4. Алехина Т. Н., Силина Л. И. О практической направленности обучения физике // Физика в школе. 2004. № 3.

5. Перышкин А. В. Физика 7 класс: учебник для общеобразоват. учреждений. Изд. 4-е, испр. М.: Дрофа, 2001.

6. Громов С. В., Родина Н. А. Физика. 7 класс. Изд. 4-е. М.: Просвещение, 2002.

7. Гуревич А. Е. Физика 7 класс: учебник для общеобразоват. учреждений. М.: Дрофа, 2013.

8. Изергин Э. Т. Физика. 7 класс: учебник для общеобразоват. учреждений. М.: Русское слово, 2010.

9. Касьянов В. А. Физика 11 класс: учебник для общеобразоват. учреждений. Изд. 6-е изд. М.: Дрофа, 2004.

10. Мякишев Г. Я. Физика 11 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений. Изд. 16-е. М.: Просвещение, 2007.

11. Анциферов Л. И. Физика 11 класс. Электродинамика и квантовая физика. М.: Мнемозина, 2004.

12. Мансуров А. Н. 11 класс: учебник для школ с гуманитарным профилем. М.: Просвещение, 2006.

13. Пинский А. А. Физика 11 класс. Профильный уровень. М.: Просвещение, 2011.

14. Тарасов Л. В. Современная физика в средней школе. М.: Просвещение, 1990.

УДК 372.853 ББК 74.204

О ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ ПО ФИЗИКЕ УЧАЩИХСЯ ШКОЛ С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКОВ В СИСТЕМЕ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ШКОЛА - ВУЗ»

ABOUT ADDITIONAL TRAINING IN PHYSICS FOR PUPILS OF SCHOOLS WITH ADVANCED STUDY OF FOREIGN LANGUAGES IN THE SYSTEM OF CONTINUOUS EDUCATION "SCHOOL - UNIVERSITY"

Д. Е. Капуткин, З. П. Барышева, Ю. А. Андреенко

В статье рассматриваются вопросы сотрудничества школы и вуза в рамках дополнительной подготовки по физике учащихся школ с углубленным изучением иностранных языков.

Ключевые слова: сотрудничество, дополнительная подготовка, гуманитарный профиль, технические вузы.

D. E. Kaputkin, Z. P. Barysheva, Yu. A. Andreenko

This article covers the questions of partnership between school and university from the point of view of additional training in physics for pupils of schools with advanced study of foreign languages.

Keywords: partnership, additional training, humanitarian profile, technical universities.

Мы живем в эпоху технического прогресса, для поддержания которого важнейшую роль играют инженерные кадры. Инженеров готовят технические вузы. Но начало формирования инженерных способностей не совпадает по времени с началом обучения в техническом вузе. Элементы инженерных способностей закладываются уже на этапе школьного образования в процессе изучения естественнонаучных дисциплин.

Основным предметом, связывающим различные естественнонаучные и технические области знания, является физика. Требования, предъявляемые к уровню знаний учащихся по физике, определяются профилем учеб-

ного заведения. В школах или классах гуманитарного профиля не ставится задача достижения уровня подготовки учащихся по физике, обеспечивающего возможность продолжения образования в техническом вузе, и количество часов, отводимых в этих школах на изучение физики, в последние годы постепенно уменьшается.

Однако в юном возрасте выбор будущего направления профессиональной деятельности не всегда определяется однозначно. Так, поступление в школу с углубленным изучением иностранных языков не обязательно связано с выбором в будущем профессии гуманитария. Многие учащиеся рассматривают иностранный язык не как