Методическая система работы учителя по подготовке школьников к итоговому контролю по физике

УДК 378.147.53 ББК 74.5

МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАБОТЫ УЧИТЕЛЯ ПО ПОДГОТОВКЕ ШКОЛЬНИКОВ К ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ ПО ФИЗИКЕ

I А.Н. Кузьмина, Г.П. Стефанова

Аннотация. В статье приводится описание методической системы работы учителя по подготовке школьников к итоговому контролю по физике. Выделены виды деятельности, к которым побуждают учащихся задания Единого государственного экзамена по физике. Содержательный компонент методической системы раскрывает содержание выделенных видов деятельности, то есть систему действий, расположенных в определенной последовательности, приводящей к достижению цели, заложенной в названии каждого вида деятельности. Рассматривается обобщенное содержание деятельности по планированию выделенных видов деятельности, по нахождению значения физической величины и по построению физической модели ситуации, описанной в тексте задачи ЕГЭ. Процессуальный компонент представляет собой методику организации учебного процесса, направленного на формирование выделенных видов деятельности. В оценочный компонент методической системы работы учителя по подготовке школьников к итоговому контролю по физике входят задачи-упражнения и задачи ЕГЭ, в которых ученик выполняет деятельность быстро и правильно.

Ключевые слова: методическая система, виды деятельности, задания - упражнения, подготовка к итоговому контролю по физике.

113

METHODICAL SYSTEM OF A TEACHER'S WORK ON TRAINING PUPILS TO CONTROL THE OUTCOME IN PHYSICS

| A.N. Kuzmina, G.P. Stefanova

Abstract. The article describes the methodical system of teacher's activity in training school students for final tests in physics. Selected activities that encourage students to set the Unified state examination in physics are allocated. The substantial component of the methodical system opens the maintenance of the allocated kinds of activity, that is a system of actions located in certain sequence, bringing to the achievement of the goals inherent in the title of each kind of activity. The generalized content of activity on planning

the allocated kinds of activity, on finding the value of physical quantity and on creating a physical model of the situation described in the text of a problem of the Unified State Examination is considered. The procedural component represents a technique of the organization of the educational process directed on formation of allocated kinds of activity. The evaluation component of the methodical system of the teacher's activity in training school students for final tests in physics includes task- exercises and problems of the Unified State Examination in which the pupil performs activity quickly and correctly.

Keywords: methodological system, activities, task- exercises, preparation for final exams in physics.

114

Содержание понятия «методическая система» разрабатывалось многими авторами педагогических исследований. С.И. Архангельский, Н.В. Кузьмина, А.М. Пышкало и др. представляют методическую систему как структуру, компонентами которой являются цели обучения, содержание обучения, методы, формы и средства обучения, а также оценочные средства. Причем все составляющие методической системы обучения тесно взаимосвязаны друг с другом. В нашем исследовании применяется именно этот подход к пониманию понятия «методическая система».

Раскроем каждый компонент методической системы работы учителя по подготовке школьников к итоговому контролю по физике. Для выявления целей деятельности учащихся при выполнении заданий итогового контроля необходимо осуществить анализ заданий Единого государственного экзамена (ЕГЭ), так как именно они позволяют зафиксировать определенный уровень, которого должны достигнуть учащиеся к окончанию школы. Нами осуществлен анализ более 3000 заданий ЕГЭ

и выделены следующие виды деятельности учащихся:

1. Нахождение значения конкретной физической величины в конкретной ситуации.

2. Нахождение изменения значения конкретной физической величины в конкретной ситуации.

3. Объяснение конкретной ситуации на основе научного факта или физической теории.

4. Составление уравнения зависимости одной конкретной физической величины от другой конкретной физической величины.

5. Распознавание конкретных ситуаций, соответствующих элементам физических знаний.

Таким образом, целевым компонентом рассматриваемой методической системы является подготовка учащихся, владеющих выделенными видами деятельности. Это означает, что каждый ученик, завершивший изучение школьного курса физики в средней школе, может успешно выполнять эти виды деятельности в любой конкретной ситуации. В заданиях ЕГЭ условия, в которых учащиеся должны выполнять выделенные виды деятельности, представлены

разными способами — текстом, графиком, таблицей, схемой, рисунком, фотографией, таблицей.

Содержательный компонент методической представляет собой содержание выделенных видов деятельности, то есть систему действий, расположенных в определенной последовательности, приводящей к достижению цели, заложенной в названии каждого вида деятельности. В процессе изучения школьного курса учащиеся должны овладеть обобщенными методами планирования выделенных видов деятельности и научиться многократно выполнять их в различных ситуациях с опорой на эти обобщенные методы. Обобщенное содержание этих видов деятельности выделено. Оно разработано С.В. Анофриковой [1], Г.П. Стефановой [2], И.А. Круговой [3], развито С.А. Тишковой [4] и другими авторами.

Рассмотрим обобщенное содержание деятельности по нахождению значения физической величины. Задания итогового контроля по физике на выполнение этого вида деятельности составляют подавляющее большинство, их более 70% от всего числа заданий. Цель ученика, решающего задачу, — получить значение физической величины, которое может быть вычислено, если составлена формула, связывающая эту искомую величину с другими величинами, заданными в условии задачи. Формулу, связывающую искомую величину с заданными, можно получить как результат решения системы уравнений, описывающих свойства, состояние или изменение состояния взаимодействующих объектов.

Чтобы составить такую систему уравнений, необходимо сначала со-

ставить уравнение, описывающее конкретную ситуацию задачи. Однако составить такое уравнение возможно, если ситуация, описанная в тексте задачи в неявном виде, через конкретный сюжет, переведена на физический язык, то есть, построена физическая модель этой ситуации.

Таким образом, содержание деятельности по нахождению физической величины можно представить в виде следующей системы действий:

1) построение физической модели ситуации, описанной в тексте задачи;

2) составление уравнения, описывающего физическую модель ситуации задачи;

3) составление формулы, по которой может быть найдено значение искомой физической величины;

4) вычисление значения искомой физической величины.

Покажем обобщенное содержание деятельности по построению физической модели ситуации, описанной в тексте задачи ЕГЭ. Построение начинается с анализа текста. На первый взгляд, кажется, что все задачи настолько различны по содержанию, что невозможно в этом многообразии найти общие черты. Однако при внимательном рассмотрении текстов задач можно заметить, что в них всегда описывается физическое явление, происходящее в конкретной ситуации (природе, технике, быту и т.д.). Это позволяет выделить общий метод анализа текстов задач па основе понятия «физическое явление».

Физическим явлением называют всякое изменение, происходящее с материальным объектом. Но для любого изменения существует причина. Этой причиной является взаимодей-

115

ствие данного объекта с другим материальным объектом. Объекты всегда взаимодействуют при определенных условиях. Значит, в описание любого физического явления в конкретной ситуации должны входить следующие общие элементы:

1) материальный объект, об изменении которого идет речь в задаче;

2) другой материальный объект, с которым первый взаимодействует (воздействующий объект;

3) воздействие и условия, при которых оно осуществляется;

4) результат воздействия одного объекта на другой (или результат взаимодействия) — изменение состояния первого материального объекта (или состояния обоих взаимодействующих объектов). Тогда цель анализа текста будет состоять в том, чтобы выделить словами текста эти элементы.

Следующее действие в построении физической модели ситуации — выразить структурные элементы физического явления на языке физической науки. Выделение словами текста структурных элементов 116 физического явления позволило разбить текст задачи на фрагменты, однако увидеть само физическое явление, завуалированное конкретным сюжетом, еще невозможно. Для этого необходимо перевести все структурные элементы явления на язык физической науки, а именно:

• материальный и воздействующий объекты уподобить соответствующим идеализированным объектам, с которыми работает данная теория;

• свойства объектов в начальном и конечном состояниях, выраженные словесно (или рисунком), выразить через физические величины и их значения;

• воздействие выразить в принятых в физике терминах;

• условия взаимодействия выразить через физические величины.

Необходимость уподобления взаимодействующих объектов идеализированным вытекает из того, что физические теории и законы, соответствующие им, строго справедливы лишь для идеализированных объектов, которых в природе не существует. Поэтому прежде чем применять эти законы, необходимо выяснить, можно ли реальные конкретные объекты, указанные в условиях задачи, считать идеализированными.

Таким образом, деятельность по переформулированию выделенных словами текста структурных элементов физического явления, описанного в задаче, представляет собой совокупность действий, выполняемых в определенной последовательности:

1) по описанию физического явления установить возможность использования той или иной физической теории (идеализированного объекта);

2) установить идеализированные объекты, которые используются в этой теории;

3) установить, можно ли материальный объект, указанный в задаче, считать идеализированным. Для этого следует:

• назвать первый признак идеализированного объекта;

• установить, обладает ли этим признаком данный материальный объект;

• назвать второй признак идеализированного объекта;

• установить, обладает ли этим признаком данный материальный объект, и т.д.;

• сформулировать вывод;

4) выразить свойства материального объекта в начальном состоянии через физические величины и их значения;

5) установить, можно ли данный воздействующий объект считать идеализированным;

6) выразить свойства воздействующего объекта в начальном состоянии через физические величины и их значения;

7) установить физический способ приведения в контакт взаимодействующих объектов;

8) выразить свойства материального объекта в конечном состоянии через физические величины и их значения [2].

Эта деятельность завершается графическим изображением физической модели ситуации, описанной в задаче, — чертежом, на котором взаимодействующие объекты, условия взаимодействия изображены с помощью условных обозначений, действие на материальный объект других объектов указанно векторами сил или другим способом.

Также разработано содержание и видов деятельности по объяснению конкретной ситуации на основе научного факта или физической теории и составлению уравнения зависимости одной конкретной физической величины от другой.

Рассмотрим процессуальный компонент методической системы. Он представляет собой методику организации учебного процесса, направленного на формирование выделенных видов деятельности. Организация такого учебного процесса происходит в соответствии с закономерностями формирования деятельности, заложенными в психолого-педагоги-

ческой теории деятельности [5]. Во-первых, деятельность всегда начинается с правильной формулировки цели и с осознания этой цели человеком, который будет выполнять деятельность по ее достижению. Значит, самая главная цель деятельности учителя — научить всех учащихся правильно формулировать цель своей деятельности. Согласно исследованиям психологов, известно, что любая человеческая деятельность состоит из трех этапов: 1) ориентировочного; 2) исполнительного; 3) контрольно-корректировочного. Ориентировочный этап деятельности представляет собой разработку программы по достижению сформулированной цели. Эта программа должна быть выделена самими учащимися. Исполнительный этап представляет собой выполнение действий по разработанной программе (ориентировочной основе). Суть контрольного этапа заключается в сравнении полученного в ходе деятельности конечного продукта с тем конечным продуктом, который был заложен в цели деятельности. При формировании любой деятельности очень важна следующая закономерность — любой учебный процесс должен строиться так, чтобы у учащихся возникла потребность в выполнении той или иной деятельности. Для учителя это означает, что всегда перед формированием любого вида деятельности должен быть создан мотивацион-ный этап. Создание положительной мотивации на овладение той или иной деятельностью — важное условие успешного обучения школьников физике. Содержание того или иного вида деятельности должно стать предметом усвоения, а для того, что-

бы он был усвоен, целесообразна методика, опирающаяся на теорию поэтапного формирования умственных действий, которая представляется в виде следующих этапов: 1) мотива-ционный; 2) составление схемы ориентировочной основы действия; 3) формирование действия в материальной или материализованной форме; 4) формирование действия в громкой речи; 5) формирование действия во внешней речи «про себя»; 6) формирование действия во внутренней речи [5].

Чтобы обобщенные способы деятельности стали стилем мышления обучающегося, необходимо многократно выполнять действия, составляющие их содержание. Дидактическим обеспечением этого процесса являются обучающие программы, включающие задания, задачи-упражнения и учебные карты, описанные в ряде работ [6; 7; 8; 9; 10]. Задачи-упражнения должны удовлетворять следующим требованиям:

• в вопросах должны формулироваться цели, вынуждающие чело-

110 века выполнять либо деятельность по распознаванию, либо по воспроизведению конкретных ситуаций;

• одна и та же деятельность выполняется в различных ситуациях;

• к каждому требованию задачи подобрано 8-10 ситуаций. Из них в части ситуаций можно напрямую выполнять деятельность, адекватную новому знанию; в части ситуаций нельзя выполнять, еще часть ситуаций приводит к неопределенности. Ситуации разного вида должны быть расположены хаотично. Задачи-упражнения могут быть представлены рисунками, графиками, таблицами, словесным описани-

ем ситуации. В условии задачи-упражнения должна быть описана практически значимая ситуация, в которой человеку когда-либо придется выполнить аналогичную деятельность (и не только в школьном возрасте) [2, с. 9-10].

Приведем пример заданий-упражнений на выполнение деятельности по составлению уравнения зависимости одной конкретной физической величины от другой.

Пример. На уроке учащиеся получили новые знания:

• Коэффициент полезного действия (КПД) — это физическая величина, описывающая эффективность работы механизма и равная отношению полезной работы к полной, выраженному в процентах.

• Полезной является работа, для совершения которой создан механизм.

• Полной является работа, которую необходимо совершить для приведения механизма в действие.

Задания-упражнения: Составьте формулы для расчета КПД следующих механизмов: 1) неподвижного блока; 2) рычага; 3) руки; 4) подвижного блока; 5) лестницы; 6) наклонной плоскости; 7) подъемника мощностью N 8) гидравлического пресса.

Для выполнения представленных заданий учащиеся, с помощью учителя, составляют учебную карту с пошаговым способом выполнения задания:

1. Установите, для совершения какой работы предназначен данный механизм. Изобразите его на модели.

2. Укажите силу, против которой будет совершаться эта работа.

3. Составьте выражения для работы этой силы.

4. Выделите силу, приводящую механизм в действие.

5. Определите расстояние, которое проходит элемент механизма под действием этой силы при совершении полезной работы.

В оценочный компонент методической системы работы учителя по подготовке школьников к итоговому контролю по физике входят те же задачи-упражнения, те же задачи ЕГЭ, в которых ученик выполняет деятельность быстро и правильно. Оценить, овладел ли учащийся обобщенным способом выполнения выделенных видов деятельности, можно по достижению конечной цели, то есть получению конечного продукта, соответствующего поставленной цели. Деятельность можно проверить по одному единственному признаку — выполняет учащийся эту деятельность или нет.

Разработанная методическая система апробирована в процессе подготовке школьников у итоговой аттестации по физике и дала положительные результаты — все выпускники получают высокие баллы при сдаче Единого государственного экзамена.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анофрикова, С.В. Азбука учительской деятельности, иллюстрированная примерами деятельности учителя физики. Часть 1. Разработка уроков [Текст] / С.В. Анофрикова. - М. : МПГУ, 2001.

2. Анофрикова, С.В. Применение задач в процессе обучения физике [Текст] / С.В. Анофрикова, Г.П. Стефанова. - М. : Изд-во «Прометей» МПГУ им. В.И. Ленина, 1991. - 176 с.

3. Крутова, И.А. Обучение учащихся средних общеобразовательных учреждений

эмпирическим методам познания физических явлений : дис. ... д-ра пед. наук [Текст] / И.А. Крутова. - Астрахань, 2007.

4. Тишкова, С.А. Обучение учащихся обобщенному методу построения физической модели ситуации при изучении школьного курса физики : дис. ... канд. пед. наук [Текст] / С.А. Тишкова. - Астрахань, 2006.

5. Талызина, Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний [Текст] / Н.Ф. Талызина.

- М. : Изд-во Московского университета, 1987.

6. Кузьмина А.Н. Проектирование программы усвоения знаний школьного курса физики в рамках реализации федерального государственного образовательного стандарта основного образования [Текст] / А.Н. Кузьмина, Г.П. Стефанова // Преподаватель XXI век. - 2013. - № 4, Т. 1. -С. 149-157.

7. Крутова, И.А. Обучение школьников способам получения физических знаний на эмпирическом и теоретическом уровне познания на уроках физики [Текст] / И.А. Крутова, А.Н. Ермолина // Международный журнал экспериментального образования. - 2013. - № 10-2. - С. 183187.

8. Krutova, I.A. Development of universal educational skills of pupils in the forming of physical concepts [Text] / I.A. Krutova, N.V. Zhukova // Международный журнал экспериментального образования. - 2013.

- № 12. - С. 7-10.

9. Крутова, И.А. Формирование познавательной компетентности учащихся основной школы при изучении физических явлений [Текст] / И.А. Крутова // Геология, география и глобальная энергия. - 2006.

- № 8. - С. 184-187.

10. Стефанова, Г.П. Физика: рабочая тетрадь для учащихся 7 класса [Текст] / Г.П. Стафанова, И.А. Крутова. - Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2011.

119

ВЕК

REFERENCES

1. Anofrikova S.V. Azbuka uchitel'skoi deyatel'nosti, illyustrirovannaya primerami deyatel'nosti uchitelya fiziki [The alphabet of teacher's activity illustrated by examples of activity of the teacher of physics], Chast' 1, Razrabotka urokov, M., MPGU, 2001.

2. Anofrikova S.V Stefanova G.P. Primenenie zadach v protsesse obucheniya fizike [Application of tasks in the course of training in physics ], M., Izd-vo «Prometei» MPGU im. V.I.Lenina, 1991, 176 p.

3. Krutova I.A. Obuchenie uchashchikhsya sred-nikh obshcheobrazovatel'nykh uchrezhdenii empiricheskim metodam poznaniya fiz-icheskikh yavlenii [Training students of secondary educational institutions of empirical methods for understanding natural phenomena:]: dis. ... d-ra ped. nauk, Astrakhan', 2007.

4. Tishkova, S.A. Obuchenie uchashchikhsya obobshchennomu metodu postroeniya fiz-icheskoi modeli situatsii pri izuchenii shkol'nogo kursa fiziki [ Training the students generalized method of constructing a physical model of the situation when studying a school course of physics]: dis. ... kand. ped. nauk, Astrakhan', 2006.

5. Talyzina N.F. Upravlenie protsessom usvoe-niya znanii( Managing the learning process], M., Izd-vo Moskovskogo universiteta, 1987.

6. Kuz'mina A.N. Stefanova G.P. Proektiro-vanie programmy usvoeniya znanii shkol'-nogo kursa fiziki v ramkakh realizatsii federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'-nogo standarta osnovnogo obrazovaniya [Designing the program of assimilation of knowledge of a school course of physics within implementation of the federal state educational standard of primary education], Prepodavatel' XXI vek, 2013, № 4, T. 1, pp. 149-157.

7. Krutova, I.A. Development of universal educational skills of pupils in the forming of physical concepts, I.A. Krutova, N.V. Zhukova, Mezhdunarodnyi zhurnal eksperimental'nogo obrazovaniya, 2013, № 12, pp. 7-10.

8. Krutova I.A. Formirovanie poznavatel'noi kompetentnosti uchashchikhsya osnovnoi shkoly pri izuchenii fizicheskikh yavlenii [Formation of cognitive competence of pupils of the primary school when studying the physical phenomena ), I.A. Krutova, Ge-ologiya, geografiya i global'naya energiya, 2006, № 8, pp. 184-187.

9. Stefanova G.P,. Krutova I.A. Fizika: rabo-chaya tetrad' dlya uchashchikhsya 7 klassa [Fizika: workbook for pupils of the 7th form], Astrakhan', Izdatel'skii dom "Astra-khanskii universitet", 2011.

120

Кузьмина Александра Николаевна, аспирантка кафедры теоретической физики и методики преподавания физики Астраханского государственного университета; учитель физики гимназии №3 г. Астрахани, kuale2008@yandex.ru Kuzmin8 A.N., Post-graduate Student, Theoretical Physics and Methods of Teaching Physics Department, Astrakhan State University; Teacher of Physics, Astrakhan «Gymnasium No 3», kuale2008@yandex.ru

Стефанова Галина Павловна, доктор педагогических наук, профессор, профессор кафедры теоретической физики и методики преподавания физики Астраханского государственного университета, firstpro@aspu.ru Stefanova G.P., Dr. Sc. (Pedagogy), Professor, Theoretical Physics and Methods of Teaching Physics Department, Astrakhan State University, firstpro@aspu.ru