Формирование. Умения комплексного применения знаний у школьников при обучении физике

12. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования: приложение к приказу МО РФ от 18.07.02. г. №2783 // Информатика и образование. — 2003. — №6.

13. Концепция федеральной целевой программы «Дети России» на 2007-2010 годы // Народное образование. — 2007. — №6.

14. Медведев, Д. С. Профессиональное самоопределение старшеклассников: учебно-методическое пособие для педагогов-психо-логов / Д. С. Медведев. — Барнаул: Изд-во БГПУ, 2004.

Статья поступила в редакцию 3.05.08

УДК53

С.П.Злобина, канд. пед. наук, докторант ЧГПУ, г. Шадринск

ФОРМИРОВАНИЕ УМЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЗНАНИЙ У ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

В статье рассматривается необходимость формирования у учащихся старших классов умения комплексного применения знаний по естественнонаучным дисциплинам. Предлагается реализация проблемы формирования умения комплексного применения знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам посредством использования в процессе изучения физики задач и заданий, требующих комплексного применения знаний и умений школьников.

Ключевые слова: комплексное применение знаний, умение комплексного применения знаний, комплексное задание.

Проблема усвоения знаний давно не дает покоя учителям. Практически любое действие человека в жизни, не только учеба, связано с необходимостью усвоения и переработки тех или иных знаний, той или иной информации. Сам термин «усвоение» может пониматься по-разному. Что значит усвоить знания? Если ученик прекрасно пересказывает учебный материал, то можно ли сказать, что знания этого материала им усвоены? Все мы понимаем, что знания будут усвоены тогда, когда учащиеся смогут воспользоваться ими, применить их на практике в незнакомых ситуациях. Но, как правило, учащиеся не знают, как это сделать, поэтому умение применять знания является одним из видов умений, которому из урока в урок на разных предметах необходимо обучать, а не надеяться на то, что ученик умеет делать это сразу, как только он сел за парту. Научить применять знания, значит, научить ученика набору умственных действий, проделав которые, он смог бы выдать готовый продукт.

Обратимся к целям, прописанным в Проекте стандартов: «...овладение умениями применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов.», «приобретение компетентности в решении практических, жизненных задач, связанных с использованием физических знаний и умений...» Созвучно, не правда ли? Однако такого рода задания предлагаются, как правило, только на уровне конкурсов или олимпиад, традиционные контрольные работы или срезы знаний требуют от учащихся выучить и воспроизвести выученное.

Как только в ЕГЭ были включены вопросы, требующие при ответе, например, анализа формулы, а не простого расчета по ней, и уж тем более вопросы на понимание «сущности науки», мы получили крайне низкие результаты. И они такие, какие есть, не потому, что плохи ученики и (или) учителя, а потому, что ЭТОМУ не учили, — не было ни соответствующей целевой установки, ни методической поддержки. Так что пришлось и контрольные работы составлять специальные, где главное — не само применение формулы, а аргументация ее применения и применимости, где многие вопросы носят действительно проблемный и (или) практический характер.

Приведем два примера такого рода заданий. 1. Какой должна быть температура нагревателя тепловой машины для того, чтобы ее КПД стал равным 80% при температуре холодильника 20° С? Можно ли создать такую машину?

2. Вы относительно надолго уезжаете из дома. К сожалению, вам некому поручить полив ваших любимых

домашних растений. Какие меры вы предпримите для того, чтобы растения не испытывали недостатка влаги? На физике каких явлений (именно во множественном числе, ученик не ограничен изучаемой темой!) основаны предложенные вами способы? Полагаю, что не будет лишним заметить, что ответы на такого рода вопросы требуют значительно большего времени, чем решение задач по отработанному алгоритму.

Анализируя разные подходы к преподаванию естественнонаучных дисциплин в России и в зарубежных странах, можно сделать вывод о том, что снижение интереса подростков к естествознанию вообще и к физике в частности — общая проблема школьного образования. Но положительным моментом является то, что за рубежом при изучении естественных наук большое внимание обращают на практическую направленность обучения, в основе курсов лежит не теория, а жизненные явления. В России же до сих пор важнейшими признанными задачами обучения считаются глубокое изучение современных научных представлений, теоретическое знание законов физики. Школьное обучение забывает, что сегодня человеку нужны осознание общей картины мира, ощущение сопричастности к культурному наследию, прямое участие в жизненных процессах.

В современной школе приоритетными направлениями и основными способами организации преподавания физики должны являться:

- гуманизация развивающего обучения;

- деятельностный подход в обучении;

- разноуровневая дифференциация учащихся;

- модульное обучение;

- комплексный подход в обучении.

Но, пока еще в школах придают большое значение теоретической части программы, а рекомендованные для проведения практические работы либо используются для подтверждения теории, либо выполняют по определенному алгоритму, не имеющими ничего общего с реальными жизненными явлениями. Для того, чтобы моделирование физических процессов стало на самом деле познавательным, оно должно быть развернуто и направлено в первую очередь на практическую взаимосвязь с окружающим миром.

На необходимость комплексного применения знаний и умений школьниками указывает современная Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года, утвержденная распоряжением Правительства РФ от 29.12.2001 года. В Концепции говорится: «Базовое звено образования — общеобразовательная

18221876

школа, модернизация которой предлагает ориентацию образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умении, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество содержания образования» [1].

С целью изучения состояния проблемы формирования умения комплексного применения знаний и умений в учебном процессе по физике нами использовались различные методы исследования: изучалось поурочное и тематическое планирование учителей физики и других естественнонаучных предметов; анализ посещенных учебных занятий и бесед с учителями; анкетирование учителей и учеников.

После теоретического анализа проблемы было организовано целенаправленное наблюдение учебного процесса, задачей которого являлось определение уровней сформированности умения комплексного применения знаний и умений на уроках физики, а также выделение методических средств, приемов и форм, используемых учителями для их формирования.

Анализ эффективности посещенных учебных занятий физики, биологии, химии и других дисциплин, показал недостаточность и поверхностность используемых комплексных заданий. На высоком уровне их внедрения в учебный процесс по физике были проведены 12% уроков (из 120 посещенных), на среднем — 25%, на низком — 73% . Учителя биологии, химии и других естественнонаучных дисциплин практически не обращаются к знаниям по физике.

В практике работы школ преобладают уроки с фрагментарным включением межпредметных связей и только в отдельных случаях учителя в учебный процесс включают комплексные задания, основанные на использовании знаний из нескольких учебных дисциплин. Цели из большинства посещенных нами уроков не были конкретизированы с позиции комплексного подхода, смежные понятия использовались преимущественно на уровне воспроизведения учебного материала других предметов или для иллюстрации практической значимости изучаемых законов. Учителя редко включают учащихся в самостоятельную деятельность по применению межпредметных или комплексных знаний при изучении программного материала, в процесс переноса.

Одним из возможных путей решения данной проблемы является использование на уроках физики заданий, требующих комплексного применения знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам. Проанализировав большое количество психологической, педагогической, методической литературы, мы приходим к следующему определению: «Комплексное задание — это совокупность вопросов, задач или заданий, объединенных вокруг одного связующего звена (объекта, темы, предмета...), требующих для их выполнения знаний и умений из разных разделов одного учебного предмета или из разных учебных дисциплин».

Рассмотрим некоторые виды комплексных заданий.

По временному параметру комплексные задания можно подразделить на следующие:

1. Комплексные задания, требующие для их выполнения от 5 до 10 минут.

2. Комплексные задания, выполняемые в течение 12 учебных занятий.

3. Комплексные задания, требующие для их выполнения несколько дней или даже 1-2 месяца.

Задания первого типа применяются для проведения актуализации прошлых знаний или для закрепле-

ния нового материала на уроке. Во время фронтального опроса на уроке несколько учеников могут работать индивидуально со своими заданиями.

Примеры.

A) Оборудование: амперметр, вольтметр, ключ, проводники, источник тока — соленый огурец:

- собрать электрическую цепь;

- определить силу тока огурца;

- определить напряжение на огурце;

- рассчитать сопротивление огурца;

- сделать вывод.

Б) Имеем три вещества: золотой слиток с удельным сопротивлением 2,4*10-8 Ом*м; раствор поваренной соли с удельным сопротивлением 0,044 Ом*м; кусок жира с удельным сопротивлением 25 Ом*м.

- перечислите, от чего зависит сопротивление проводника;

- распределите вышеперечисленные вещества по группам: проводники, полупроводники, диэлектрики;

- почему клетки в организме человека, состоящие из жиров, являются хорошими проводниками?

B) используя компьютер запустить программу «Физика в картинках»

Задание 1. Определение направления линий напряженности точечных зарядов.

Поле заряда q=+1

Поле заряда q=-1

Зарисовать вид поля, созданный точечными зарядами. Обратить внимание на направление линий напряженности.

Задание 2. Определение направления линий напряженности системы зарядов.

Одноименные Разноименные

q=+1 q=-1 q=±1

•• •• ••

Зарисовать вид поля, созданный точечными зарядами. Обратить внимание на направление линий напряженности.

Вопросы: 1. Что вы можете сказать о направлении линий?

1. Являются ли они замкнутыми или нет?

2. Могут ли линии пересекаться друг с другом?

К комплексным заданиям второго типа можно отнести следующие:

А) Лабораторная работа на весь урок по теме «Определение сопротивления и ЭДС биологического источника тока».

Б) Определить, что изменится в мироздании, техническом развитии цивилизации и биологическом зарождении жизни, если скорость света уменьшится в 2 раза?

Для выполнения этого задания учащиеся делятся на три группы, каждая обдумывает свою проблему. В конце урока лидеры групп высказывают свои концепции.

Комплексные задания третьего типа являются самыми долговременными и могут выполняться в течение нескольких дней или даже месяцев.

A) Подготовить сообщение, реферат, доклад на тему «Электрические явления в природе».

Б) Подготовить презентацию на тему «Явление электромагнитной индукции».

B) Изучить влияние электрических, магнитных полей, освещенности на рост и развитие растений.

По способу выполнения мы подразделяем комплексные задания на устные, практические и письменные (см. табл.1).

Систематически включаемые в учебное познание подобные комплексные задания положительно изменяют широту и диапазон применения знаний и умений. Это способствует умственному развитию школьников и фор-

мированию широких познавательных интересов как одному из показателей развития личности. В деятельности, основанной на выполнении комплексных заданий, возникает устойчивая зависимость: широта познавательных интересов — осознанное восприятие комплексных задач — потребность в познании комплексных связей — творческий подход — умение мыслить системно —умение применять знания и умения в комплексе — познавательная самостоятельность ученика.

Еще Н. К. Крупская о необходимости комплексного использования знаний и умений писала: «Мы перешли к предметной системе, которая облегчает систематическое изучение различных областей, явлений, но значит ли это, что мы хотим воздвигнуть между отдельными предметами стены? Целевая установка, которую мы преследуем в нашей школе, — дать знания, необходимые для перестройки жизни на социалистических началах. Такой подход связывает все науки воедино общей цепью, создаст между ними связь громадной силы. И необходимо, чтобы она была осознана» [2, с. 6]. Использование комплексных проблемно-поисковых ситуаций, как показывает эксперимент, обеспечивает динамизм актуальных состояний личности: у учащихся появляется заинтересованность в синтезировании знаний из различных дисциплин, они хотят создавать модели с использованием сведений из различных дисциплин, исследовать поведение этих моделей, заранее создавая критические ситуации. При этом мы наблюдали, что учащиеся стали более самоорганизованы, сознательны, быстро ориентировались в нестандартных ситуациях; повысился уровень их социального развития, что расширяло творческую поисковую деятельность. У них укрепилось убеждение в том, что в основе развития знаний и умений лежит реальная практика. Учащиеся ощущают, что в их деятельности важным становится прогноз особенностей изучаемого явления. Это убеждение они стараются перенести и на процесс изучения других предметов. Преподаватели, участвующие в эксперименте, отмечали, что учащиеся экспериментального потока быстрее ориентируются в поставленных комплексных заданиях, стремятся извлечь из решения максимум информации о свойствах изучаемого процесса, выявить его закономерности, найти применение в других дисциплинах.

Выполняя подобные задания, учащиеся совершают целый ряд сложных познавательных и расчетных действий:

1) осознание сущности комплексной задачи, понимание необходимости применения знаний из других предметов;

2) отбор и актуализация (приведение в «рабочее состояние») нужных знаний из других предметов; 3) их перенос в новую ситуацию, сопоставление знаний из смежных предметов; 4) синтез знаний, установление совместимости понятий, единиц измерения, расчетных действий, их выполнение; 5) получение результата, обобщение в выводах, закрепление понятий; 6) осознание ценности комплексных знаний и умений, формирование умения комплексного применения знаний и умений на практике.

Для целенаправленного формирования умения комплексного применения знаний и умений у школьников по естественнонаучным дисциплинам необходима новая методика, включающая в себя полный набор методов, приемов и форм организации учебных занятий комплексного характера.

Таблица 1 Классификация комплексных заданий

Устные 1.Задания, состоящие из набора качественных вопросов и задач.

2.Решение кроссвордов и ребусов.

Письменные

1.Написание рефератов, докладов, подготовка сообщений.

2.Написание сочинений, расска-

3.Создание ребусов, кроссвордов.

4.3аполнение комплексных таблиц.

Практические

1 .Экспериментальные (проведение фронтальных опытов и лабораторных работ).

2 .Исследовательские (проведение наблюдений, исследований за объектами природы).

3.Конструкторские (изготовление приборов, сооружений, моделей).

4.Работа с компьютером (выполнение заданий на компьютере (тестирование, работа с моделями), создание презентаций, выполнение лабораторных работ).

Библиографический список

1. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года // Официальные документы в образовании.— 2002. — №4.

2. Крупская, Н.К. Педагогические сочинения : В 6-ти т. /Н.К.Крупская /Под ред. А.Арсеньева и др. — М.: Педагогика, 1978. — Т.5.

3. Кац, Ц.Б. Биофизика на уроках физики /Ц.Б.Кац- М.: просвещение, 1974.

4. Усова, А.В. Задачи и задания, требующие комплексного применения знаний по физике, химии и биологии: учебно-методич. пособие /А.В.Усова. — Челябинск: чГпУ, 2000.

Статья поступила в редакцию 13.05.08

УДК 53(07):372.8 А.Н. Ремеева, аспирант ЧГПУ, г. Стерлитамак

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЗАДАЧ С ЭКОНОМИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В

При обучении физике учащихся классов социально-экономического профиля особо важное значение имеют профессионально-ориентированные физические задачи с экономическим содержанием. Они способствуют реализации межпредметных связей физики и экономики, необходимых для рассматриваемого профиля.

Ключевые слова: социально-экономический профиль, профессионально-ориентированная задача с экономическим содержанием, межпредметные связи физики и экономики.

Одним из условий обеспечения учащихся классов ными знаниями по физике, а также умениями исполь-социально-экономического профиля глубокими и проч- зовать эти знания при усвоении содержания дисциплин

013101310153012301310100484823013131323102