Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Восточносибирская государственная академия образования"
Факультет математики, физики и информатики
Кафедра физики
Курсовая работа
«Развитие основных естественнонаучных умений по физике в основной школе»
Выполнила:
Шаферова Наталья Николаевна
Научный руководитель:
Глебова О.Д.
Иркутск, 2010
Оглавление
Введение
Глава 1. Естественнонаучные умения как деятельностный компонент содержания учебно-познавательной организации
1.1 Цели место и изучения физики в общеобразовательной школе
1.2 Роль и место естественнонаучных умений в процессе обучения физики
Глава 2. Особенности формирования естественнонаучных умений в процессе обучения физики
2.1 Методика формирования естественнонаучных умений в процессе обучения физики
2.2 Практическая реализация заданий по физике с целью формирования естественнонаучных умений
Заключение
Литература
Введение
Научно-технический прогресс неизбежно приводит к возрастанию объема знаний, которые должны быть усвоены в процессе обучения в школе. В дальнейшей жизни человека знания должны углубляться и пополняться в ходе самостоятельной познавательной деятельности. В связи с этим совершенствование процесса формирования естественнонаучных умений следует считать приоритетной дидактической задачей.
Физика как учебный предмет располагает большими возможностями для развития естественнонаучных умений. Проблеме их формирования при обучении физике отводится одно из ведущих мест в современных научно-методических исследованиях. Развитию обобщенных познавательных умений посвящены работы З.А. Вологодской, И.Я. Ланиной, А.В. Усовой. Проблему развития интеллектуальных умений школьников исследовали Н.М. Зверева, Р.И. Малафеев, В.Г. Разумовский. Формирование умений работать с источниками информации рассмотрели В.А. Беликов, В.К. Буряк, Е.В. Оспенникова. Процесс формирования экспериментальных умений учащихся исследован А.А. Бобровым, П.В. Зуевым, Т.Н. Шамало. В этих работах раскрываются различные аспекты процесса формирования естественнонаучных умений.
Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов обучающихся в процессе изучения физики основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от обучающихся самостоятельной деятельности по их разрешению.
Гуманитарное значение физики как составной части общего образовании состоит в том, что она вооружает обучающихся научным методом познания, позволяющим получать объективные знания об окружающем мире.
Знание физических законов необходимо для изучения химии, биологии, физической географии, технологии, ОБЖ.
Особенностью предмета «Физика» в учебном плане образовательной школы является и тот факт, что овладение основными физическими понятиями и законами на базовом уровне стало необходимым практически каждому человеку в современной жизни.
Исследования многих методистов посвящены проблемам формирования у учащихся специальных естественнонаучных умений (П.А. Знаменский, СЕ. Каменецкий, А.В. ГГерышкин, А.А. Покровский, А.В. Усова, А.В. Чеботарева, и др., которые условно можно разделить по отношению к физическому образованию на три основные группы:
• теоретические (знание и умение использовать основные понятия, формулы, законы),
• умения решать качественные и количественные задачи;
• практические или экспериментальные (умения проводить измерения, ставить эксперимент и т.д.)
Цель исследования
: изучить особенности формирования общенаучных умений в процессе обучения физике
Объект исследования:
естественнонаучные умения в процессе изучения физики
Предмет исследования:
процесс формирования естественнонаучных умений
Гипотеза исследования:
целенаправленная организация обучения школьников по физике, способствуют эффективному формированию естественнонаучных умений
Задачи исследования:
1.
Охарактеризовать цели и место изучения физике в школе
2.
Проанализировать роль и особенности формирования естественнонаучных умений в школе
3.
Раскрыть методику формирования естественнонаучных умений в процессе обучения физики
4.
Сформулировать выводы
Глава 1. Естественнонаучные умения как деятельностный компонент содержания учебно-познавательной организации
1.1 Цели место и изучения физики в общеобразовательной школе
Среди основных целей общеобразовательной школы особенно важными являются две: передача накопленного человечеством опыта в познании мира новым поколениям и оптимальное развитие всех потенциальных способностей каждой личности
Таким образом, можно выделить следующие задачи обучения физике в школе: формирование современных представлений об окружающем материальном мире; развитие умений наблюдать природные явления, выдвигать гипотезы для их объяснения, строить теоретические модели, планировать и осуществлять физические опыты для проверки следствий физических теорий, анализировать результаты выполненных экспериментов и практически применять в повседневной жизни знания, полученные на уроках физики. Физика как учебный предмет в средней школе открывает исключительные возможности для развития познавательных и творческих способностей учащихся. Благосостояние любого государства всё в большей степени определяется тем, насколько полно и эффективно его граждане могут развить и применить свои творческие способности. Стать человеком – это, прежде всего, осознать существование мира и понять своё место в нём. Составляют этот мир природа, человеческое общество и техника.
Основой для формирования в сознании учащихся современной научной картины мира являются знания о физических явлениях и физических законах. Эти знания учащиеся должны получать через физические опыты и лабораторные работы, помогающие наблюдать то или иное физическое явление. От ознакомления с опытными фактами следует переходить к обобщениям с использованием теоретических моделей, проверке предсказаний теорий в экспериментах и рассмотрению основных применений изученных явлений и законов в человеческой практике. У учащихся должны сформироваться представления об объективности законов физики и их познаваемости методами науки, об относительной справедливости любых теоретических моделей, описывающих окружающий мир и законы его развития, а также о неизбежности их изменений в будущем и бесконечности процесса познания природы человеком.
Обязательными являются задачи на применение полученных знаний в повседневной жизни и экспериментальные задания для самостоятельного проведения учащимися опытов и физических измерений.В содержании предмета должны быть учтены особенности учащихся, выбравших профили гуманитарной направленности. Курс, в первую очередь, должен быть ориентирован на обеспечение необходимого уровня естественнонаучной грамотности выпускников, которые в дальнейшем не предполагают продолжать образование и работать в области естественных наук. Работа с информационными источниками должна стать важнейшей составляющей учебного процесса. Анализ научно-популярных текстов (из журналов, газет, интернета) не только способствует формированию информационной компетентности учащихся, но и может сделать по-настоящему современным содержание предмета.
Цели изучения физики:
освоение знаний
о механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях; величинах, характеризующих эти явления; законах, которым они подчиняются; методах научного по знания природы и формирование на этой основе представлений о физической картине мира; знакомство с основами фундаментальных физических теорий: классической механики, молекулярно-кинетической теории, термодинамики, классической электродинамики, специальной теории относительности, элементов квантовой теории; строения и эволюции Вселенной;
овладение умениями
проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать измерительные приборы для изучения физических явлений; планировать и выполнять эксперименты, представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, для решения физических задач; выдвигать гипотезы и строить модели, устанавливать границы их применимости;
развитие
познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ; самостоятельности в приобретении новых знаний с использованием информационных технологий;
воспитание
убежденности в возможности познания законов природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества; уважения к творцам науки и техники; отношения к физике как к элементу общечеловеческой культуры; уверенности в необходимости обосновывать позицию, уважительно относиться к мнению оппонента, сотрудничать в процессе совместного выполнения задач; готовности к морально-этической оценке использования научных достижений;
использование приобретенных знаний и умений
для решения практических, жизненных задач, рационального природопользования и защиты окружающей среды, обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и общества.
1.2. Роль и место естественнонаучных умений в процессе обучения физики
Естественнонаучная грамотность - способность использовать естественнонаучные знания для выделения в реальных ситуациях проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах. Эти выводы необходимы для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений.
При этом окончательное решение во многих случаях принимается с учетом общественно-политических или экономических условий.
Естественнонаучные знания и умения, овладение формируются при изучении предметов естественнонаучного цикла: физики (с элементами астрономии), биологии, химии, географии.
Естественнонаучная грамотность включает следующие компоненты: общепредметные (общеучебные) умения, формируемые в рамках естественнонаучных предметов, естественнонаучные понятия и ситуации, в которых используются естественнонаучные знания. В цели исследования входит комплексная проверка этих умений и понятий. Основное внимание уделяется проверке умений: выделять из предложенных вопросов те, на которые естественные науки могут дать ответ; делать научно обоснованные выводы на основе предложенной информации и др. Реальные ситуации, предлагаемые учащимся, связаны с актуальными проблемами, которые возникают в личной жизни каждого человека (например, использование продуктов при соблюдении диеты), в жизни человека как члена какого-либо коллектива или общества (например, определение места электростанции относительно города) или как гражданина мира (например, осмысление последствий глобального потепления).
В Федеральном компоненте государственного стандарта физического образования определены минимум знаний по физике и требования к умениям, которыми должен овладеть школьник в процессе ее изучения .
Среди общих целей школьного курса физики выделим те, которые для естественнонаучных умений являются наиболее значимыми:
- освоение системы знаний о современной картине мира, в основе которой лежат фундаментальные законы и принципы;
- ознакомление с наиболее важными открытиями в области физики;
- углубление представлений о физических методах познания природы для приобретения умений применять их в практической жизни, устанавливать достоверность фактов путем наблюдений, измерений и обработки полученных данных;
- овладение умениями применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений; практического использования физических знаний в повседневной жизни и т.д.;
- развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе самостоятельного приобретения новых знаний по физике в соответствии с жизненными потребностями;
- приобретение компетентности в использовании физических знаний и умений при решении жизненных проблем и практических задач.
Современный подход к вопросам образования характеризуется выделением наиболее значимых его результатов как интегративных качеств личности. Для человека чрезвычайно важно не столько энциклопедическая грамотность, сколько наличие способности применять знания и умения в конкретных ситуациях для решения проблем, возникающих в реальной действительности.
Таким образом, образованность ученика должна обусловливать его способность решать значимые для конкретного жизненного этапа задачи или проблемы. При этом ученик должен обладать не только предметными знаниями и умениями, но и более общими умениями: уметь находить и отбирать необходимую информацию, анализировать собственный практический опыт, уметь решать любую жизненную задачу или проблему известными ему способами или находить новые, что и характеризуется определенной компетентностью.
Поскольку существуют различные взгляды на понятие "компетентность", можно сделать вывод: все они сходятся на том, что данное понятие шире понятия «обученности» (т.е. знаний и умений), так как включает все стороны деятельности: знаниевую, операционно- технологическую, мотивационную.
Таким образом, под компетентностью понимается "... интегральное качество личности, характеризующее способность (умение) решать проблемы и типичные задачи, возникающие в реальных жизненных ситуациях, с использованием знаний, учебного и жизненного опыта, ценностей и наклонностей" .
Одним из характерных признаков компетентности человека является деятельностный характер познавательных умений. При этом знания и умения являются базой компетентности выпускника школы.
Наиболее значимыми в формировании компетентности являются обобщенные познавательные умения, от наличия которых в конечном итоге зависят действенность знаний, подготовленность учеников к дальнейшему самообразованию.
При изучении физики ученик овладевает умением выполнять действие по включению амперметра в простейшую электрическую цепь. На этой основе ученик осваивает новое, более сложное действие – измерение силы тока в общей цепи и в отдельных ветвях параллельного соединения проводников, что позволяет ему сравнивать их, делать выводы о закономерностях этого соединения. Процесс же включения в цепь амперметра теперь для него является операцией.
Важнейшей частью психологического механизма действия является ориентировочная основа. Психологи различают три типа ориентировочной основы: действия и соответственно три ориентировки в задании. Каждый из них однозначно определяет результат и ход действия.
Ориентировочную основу первого типа составляют образы действия и его продукт. Никаких указаний на то, как нужно выполнять действие, не даётся. Ученики ищут пути выполнения задания «вслепую», методом проб и ошибок. В результате задание может быть выполнено, но действие, с помощью которого оно выполнено, остаётся неустойчивым: при изменении условий оно почти не работает.
Ориентировочная основа второго типа содержит не только образцы действий, но и все указания на то, как правильно выполнять их с новым материалом. В этом случае обучение идёт быстро, без ошибок. Ученик приобретает определённое умение анализировать материал с точки зрения предстоящего действия, и последнее обнаруживает заметную устойчивость к изменению условий и переносу на новые задания. Однако этот перенос ограничен наличием элементов, идентичных элементам уже освоенных знаний. Так в школах до сих пор выполняются фронтальные лабораторные работы по физике и химии: учитель указывает весь порядок выполнения лабораторной работы, показывает приёмы обращения с приборами. На долю учащихся остаётся репродуктивная деятельность воспроизведения показанных учителем действий и операций.
Ориентировочная основа третьего типа отличается тем, что здесь на первое место выступает планомерное обучение такому анализу новых заданий, который позволят опорные точки и условия правильного выполнения заданий. По этим указаниям формируются соответствующие действия. Учитель здесь должен создать такие условия, при которых ученик побуждается самостоятельно составлять ориентировочную основу действия и действовать по ней. В этом случае учащиеся допускают значительно меньше ошибок, причём встречаются они преимущественно на самом начальном этапе. Сформированное таким образом умение обнаруживает свойство широкого переноса на выполнение многих задач.
Для успешного формирования естественнонаучных умений выполнять то или иное действие необходимо, прежде всего, самому учителю провести анализ структуры действия, чётко представить, из каких элементов (операций) складывается его выполнение. Выделив отдельные элементы (шаги), необходимо определить наиболее целесообразную последовательность их выполнения и наметить систему упражнений, обеспечивающих уверенное, почти автоматическое выполнение учащимися простых действий, затем организовывать их выполнение.
Выполнение сложных действий осуществляется по этапам. При обучении по третьему типу выделяют: мотивационную основу действия, ориентировочную, исполнительскую и контрольную. В процессе формирования обобщённых умений выделяют следующие этапы: осознание учащимися значения овладения умениями выполнить данное действие – мотивационная основа действия; определение цели действия; уяснение научных основ действия; определение основных структурных компонентов действия (операций), общих для широкого круга задач и не зависящих от условий, в которых выполняется действие (такие структурные компоненты выполняют роль опорных пунктов действия); определение наиболее рациональной последовательности выполнения операций, из которых складывается действие, т.е. построение модели (алгоритма) действия (путём коллективных и самостоятельных поисков); организация выполнения наибольшего количества упражнений, в которых действия учащихся подлежат контролю со стороны учителя; обучение учащихся методам самоконтроля; организация упражнений, требующих от учащихся умения самостоятельно выполнять данное действие (при изменяющихся условиях); использование данного умения при выполнении действия для овладения новыми, более сложными умениями в более сложных видах деятельности. Реализация межпредметных связей способствует повышению качества усвоения фундаментальных понятий, ускоряет процесс формирования естественнонаучных умений и умений практического характера.
Выводы по первой главе
Естественнонаучная грамотность - способность использовать естественнонаучные знания для выделения в реальных ситуациях проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах. Эти выводы необходимы для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений.
Содержание школьного курса физики любого уровня должно быть ориентировано на формирование научного мировоззрения и ознакомление учащихся с методами научного познания окружающего мира, а также с физическими основами современного производства, техники и бытового окружения человека. Именно на уроках физики дети должны узнать о физических процессах, происходящих и в глобальных масштабах (на Земле и околоземном пространстве), и в быту. Основой для формирования в сознании учащихся современной научной картины мира являются знания о физических явлениях и физических законах. Эти знания учащиеся должны получать через физические опыты и лабораторные работы, помогающие наблюдать то или иное физическое явление.
Можно выделить следующие задачи обучения физике в школе: формирование современных представлений об окружающем материальном мире; развитие умений наблюдать природные явления, выдвигать гипотезы для их объяснения, строить теоретические модели, планировать и осуществлять физические опыты для проверки следствий физических теорий, анализировать результаты выполненных экспериментов и практически применять в повседневной жизни знания, полученные на уроках физики.
методика развитие естественнонаучное умение физика
Глава 2. Особенности формирования естественнонаучных умений в процессе обучения физики
2.1 Методика формирования естественнонаучных умений в процессе обучения физики
Формирование естественнонаучных умений включает рассмотрение разнообразных видов работы учащихся по физике, способствующих формированию комплексного применения знаний и умений по другим естественнонаучным дисциплинам. Универсальным средством обучения, способствующим реализации задач по формированию естественнонаучных умений, являются задачи. В данном случае речь идет о заданиях, способствующих обучению учащихся работе и обучению их умению применять свои знания и умения на практике
В деятельности учащихся, направленной на формирование у них естественнонаучных умений выделяются следующие типы заданий (таб. 1).
Таблица 1 Классификация комплексных заданий
| Классификационный признак | Виды заданий |
| По временному параметру | краткосрочные; средней продолжительности; длительные |
| По способу выполнения | письменные; устные; практические (экспериментальные; исследовательские; конструкторские; домашние задания; проектирование физических опытов; работа на компьютере) |
| По способу участия учеников | индивидуальные; групповые; - массовые |
| По месту проведения | аудиторные; внеаудиторные |
| По принципу использования вычислительных технологий | без использования компьютера; с использованием компьютера |
| По степени сложности (по степени самостоятельности) | - задания, выполняемые по образцу; задания, выполняемые самостоятельно, но с подсказкой учителя; задания, выполняемые полностью самостоятельно |
| По выполняемой функции | задания на получение комплексных знаний; задания на закрепление комплексных знаний; задания на приобретение комплексных умений и навыков; задания на закрепление комплексных умений и навыков; задания на обобщение и систематизацию естественнонаучных знаний, умений и навыков; задания на проверку комплексных знаний, умений и навыков |
| По дидактическим средствам | по карточкам; в тестовой форме; в виде игры; на компьютере; с использованием приборов и материалов из разных учебных дисциплин |
Выделяют следующие основные условия, способствующие эффективности формирования у учащихся естественнонаучных умений:
- организация учебной деятельности учащихся, направленной на формирование у них умения комплексного применения знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам при обучении физике (выполнение учениками комплексных заданий, комплексных лабораторных работ, подготовка сообщений на комплексную тему и т.д.);
- ориентация деятельности учителя физики на формирование у учащихся умения комплексного применения знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам при обучении физике;
- координация деятельности учителей других естественнонаучных дисциплин при формировании у учащихся умения комплексного применения знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам при обучении физике.
Для того чтобы естественнонаучные умения успешно сформировано у школьников, учителю необходимо иметь в виду следующие дидактические условия е
го формирования:
1) систематическое включение учащихся в самостоятельную деятельность по комплексному применению своих
2) формирование с помощью внутрипредметных связей гибких, систематизированных, мобильных знаний как опорных для комплексного применения и переноса знаний;
3) использование поэлементной обработки познавательных действий – актуализации, переноса, обобщения и систематизации по формированию умения комплексного применения знаний и умений;
4) обучение учащихся обобщающей ориентировочной основе действий;
5) переход от репродуктивной деятельности к деятельности, основанной на комплексном применении знаний и умений по естественнонаучным дисциплинам;
6) включение учащихся в более сложные виды деятельности при решении комплексных проблем, обеспечивающих широкий перенос знаний и умений из разных предметных областей и закрепление умения комплексного применения знаний и умений.
Все эти условия должен создавать учитель в процессе обучающей деятельности школьников по формированию у них естественнонаучных умений при обучении физике.
К естественнонаучным умениям, кроме того, относится следующее:
Формирование умений измерять
является одним из важных умений, общих для физики, химии, биологии и математики. Линейные размеры тел, площади, объёмы, температуры учащиеся измеряют уже в начальной школе при изучении математики и природоведения. В 5–8-м классах эти умения развиваются и дополняются более сложными – умениями измерить скорость, массу и вес тела, плотность вещества, силу тока, напряжение на участке цепи, электрическое сопротивление. Одни измерения являются прямыми (измерение линейных размеров тел, объёмов с помощью мензурки, температуры массы с помощью рычажных весов, веса с помощью пружинного динамометра, силы тока с помощью амперметра, напряжения с помощью вольтметра), другие – косвенными (например, скорость равномерного прямолинейного движения, определяемая как отношение пройденного пути ко времени, в течение которого пройден этот путь).
Можно предложить такую последовательность действий: определить по внешнему виду назначение прибора; выяснить верхний и нижний пределы измерения; определить цену деления шкалы прибора; выполнить упражнения – измерить, например, длину листа тетради, ширину тетради, температуру воздуха в классе, объём жидкости, налитой в мензурку, вес тела с помощью динамометра (упражнения по чтению шкалы прибора, определению цены деления шкалы прибора лучше делать сразу с несколькими приборами, чтобы дети усвоили общность выполняемых операций), для чего определить по шкале значение измеренной величины и определить точность измерения. Все измерения следует сопровождать соответствующими записями в тетрадях.
Формирование умений наблюдать и самостоятельно ставить опыты.
Наблюдением называется преднамеренное и целенаправленное восприятие изучаемых объектов. На основе результатов наблюдений осуществляется сравнение, сопоставление изучаемых объектов, выявление в них главного, существенного.
Структура деятельности по выполнению наблюдения: уяснение цели наблюдения; определение объекта наблюдения; создание необходимых условий для наблюдения, обеспечение хорошей видимости наблюдаемого явления; выбор наиболее выгодного для данного случая способа кодирования (фиксирования) получаемой в процессе наблюдения информации; проведение наблюдения с одновременным фиксированием (кодированием) получаемой в процессе наблюдения информации; анализ результатов наблюдений, формулировка выводов.
Структура деятельности по выполнению опытов: формулировка цели опыта; построение гипотезы, которую можно положить в основу; определение условий, которые необходимы для того, чтобы проверить правильность гипотезы; определение необходимых приборов и материалов; моделирование хода конкретного опыта (определение последовательности операций); выбор рационального способа кодирования (фиксирования) информации, которую предполагается получить в ходе эксперимента; непосредственное выполнение эксперимента – наблюдение, измерение и фиксирование получаемой информации (зарисовки, запись результатов измерений и т.д.); математическая обработка результатов измерений; анализ полученных данных; формулировка выводов из опытов.
Разумеется, процесс формирования у учащихся умения самостоятельно выполнять опыты начинается с выработки умения выполнять простейшие операции: выполнение измерений, включая чтение шкал приборов, определение цены шкалы прибора, его нижнего и верхнего пределов, измерение, отсчёт и правильная запись показаний приборов, определение погрешности измерения.
Необходима также предварительная выработка умения правильно пользоваться лабораторным оборудованием (штативами и принадлежностями к ним, источником энергии, подставками, подъёмными столиками и т.д.), соблюдать правила техники безопасности, фиксировать результаты наблюдений и измерений различными способами (рисунки, таблицы, графики, фотографии, киносъёмки, а в будущем и видеозапись).
Приведённый план деятельности является общим для всех опытов. Вначале он даётся в сокращённом виде в 8-м классе. После этого отрабатывается умение выполнять всё более сложные операции, и по мере овладения этим умением план деятельности по выполнению опытов расширяется, в него включаются такие пункты, как построение гипотезы, моделирование хода выполнения опыта, определение необходимых для этого приборов и материалов, умение использовать микрокалькулятор для выполнения расчётов, и т.д.
Большая роль в формировании естественнонаучных умений, общих для цикла учебных дисциплин, отводится разнообразию форм организации учебных занятий (конференции, внутрипредметные и комплексные семинары, интегрированные уроки, практикумы, экскурсии).
2.2 Практическая реализация заданий по физике с целью формирования естественнонаучных умений
Решение физических задач.
Проверка знаний и умений учащихся по физике, проводимая в рамках ЕГЭ, показала, что с заданиями базового уровня сложности справляются около 67 % выпускников средней школы, с заданиями повышенного уровня сложности – около 40 %. Наибольшее затруднение вызывают задания высокого уровня – задания с развернутым ответом. По результатам ЕГЭ-2008 по РФ: средний уровень выполнения заданий по механике составил около 15 %, по молекулярной физике и термодинамике – 20%, электродинамике – 14 %, по атомной и ядерной физике – 20% (из числа приступивших к выполнению заданий). По результатам ЕГЭ-2007 в Иркутской области с задачами по механике справилось 29 % выпускников, по молекулярной физике и термодинамике – 20 %, электродинамике – 8%, физической оптике – 9%, по атомной физике – 2% (из числа приступивших к выполнению заданий). Следует отметить, что к выполнению комплексного задания (С6) 76 % выпускников МО не приступило
.
Результаты ЕГЭ позволяют констатировать слабые навыки решения задач. Многие ученики, решая задачу, испытывают затруднения при анализе её условия, выборе необходимых закономерностей, составлении системы уравнений и др. Для усиления практической направленности обучения физике главное внимание необходимо обратить на содержание, организацию и методику решения задач.
Следует обратить внимание на подбор задач, включаемых в домашние задания. Цель их решения - закрепить знания и умения, полученные учащимися на уроке. Поэтому сложность таких задач не должна превосходить сложности задач, решаемых в классе, а способы их решения должны соответствовать задачам, рассмотренным на уроке.
Особое внимание необходимо обратить на решение заданий, предлагавшихся на ЕГЭ предыдущих лет (2001 – 2009 гг.).
Особую роль, для формирования естественнонаучных умений, играют промежуточные вопросы и задания
в ходе изучения каждой темы, задача которых не только получить формальную оценку знаний обучаемого, а также углубить понимание сути физического явления.С этой целью по вопросам и заданиям организуется диалог с учеником, в ходе которого обучаемый получает дополнительные сведения и глубже усваивает материал.
Можно использовать как итоговый по темам, определяя уровень учащегося по усвоению основных естественнонаучных умений и овладению навыкам решения физических задач разного уровня сложности.
Можно сконцентрировать внимание на умении решать разного уровня сложности-ступени задачи, включая задачи из практики и техники.
Урокам решения задач нужно уделять особое внимание, так как умение решать задачи показывает, как усвоено изучаемое понятие на уровне применения, повышает жизненную значимость знаний. В зависимости от содержания учебного материала и подготовленности учащихся применяю разные формы организации таких уроков, но всегда тщательно отбираю из разнообразных источников практический материал. Важно, чтобы система заданий отвечала принципу развивающего обучения, способствовала формированию положительных мотивов учения. На “выходе” всегда предлагается дифференцированные по сложности задания, решение которых требует от учащихся различного характера познавательной деятельности – от подражательно-репродуктивной до творческой, при этом право выбора задач для решения оставляю за учащимися. Текст итоговых проверочных работ обычно содержит 9–10 задач разной степени сложности: это 3 типа задач уровней А, В, С. Ученик выбирает уровень сложности задач самостоятельно: один может прорешать все задачи уровня С, а другой, например, 1С, 2С и 2В и получить оценку “5”. Умение делать правильный (посильный) выбор, как и умение, решать достаточно сложные задачи, формируется не сразу. Для этого необходимы глубокие знания, гибкость мышления, уверенность в своих силах. Для образца привожу пример задач, предлагаемых учащимся 8 класса при прохождении и закреплении тем «Параллельное соединение проводников; Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля - Ленца», а также пример теста (ТС-2) для самоконтроля с выбором ответа. Тест предназначены для проведения оперативного поурочного тематического контроля и самоконтроля знаний.
Дифференцированные задачи для самостоятельного решения 8 класс
Тема: Параллельное соединение проводников
Уровень А
1. К резистору сопротивлением 10Ом
подключили параллельно резистор сопротивлением 1Ом
. Как изменилось общее сопротивление цепи?
2. Два резистора, сопротивление которых 2Ом
и 10Ом
, подключены параллельно к батарейке. Сила тока, в каком из них больше?
Уровень В
1. Проводники сопротивление 15Ом
и 20Ом
соединены параллельно. Вычислите общее сопротивление соединения.
2. Моток проволоки сопротивлением 20Ом
разрезали на две части и соединили параллельно. Каково сопротивление соединённой таким образом проволоки?
Уровень С
1. Вычислите сопротивление цепи, состоящей из трёх резисторов, сопротивление которых равны 540Ом
, 270Ом
и 135Ом
, если они соединены параллельно.
2. Проводники сопротивлением 3Ом
и 15Ом
соединены параллельно и включены в цепь напряжением 45В
. Определите силу тока в каждом проводнике и в общей цепи.
Тема: Нагревание проводников электрическим током.
Закон Джоуля -Ленца
Уровень А
1. Напряжение на концах электрической цепи 1В
. Какую работу совершит в ней электрический ток в течении 1с
при силе тока 1А
?
2. Одна электрическая лампа включена в сеть напряжением 127В
, а другая - в сеть напряжением 220В
. В какой лампе при прохождении 1Кл
совершается большая работа?
Уровень В
1.Чему равно напряжение на участке цепи, на котором совершена работа 500 Дж
, при прохождении 25 Кл
электричества?
2.Вычислите работу, которая совершается при прохождении через спираль электроплитки 15 Кл
электричества, если она включена в сеть напряжением
220 В
.
Уровень С
1. Какую работу совершит ток силой 3А
за 10мин
. при напряжении в цепи 15В
?
2. К источнику тока напряжением 120В
поочерёдно присоединяли на одно и тоже время проводники сопротивлением 20Ом
и 40Ом
. В каком случае работа электрического тока была меньше и во сколько раз?
ТС-2 Тема: Электризация тел. Строение атома
1.
Какой из перечисленных примеров можно отнести к проявлению явления электризации?
А) движение воздушных слоев атмосферы;
Б) притяжение одежды к телу при ходьбе;
В) натирание металлического стержня о ткань;
Г) притяжение всех тел к Земле;
А) внутренняя энергия в обеих стаканах одинакова;
Б) внутренняя энергия в первом стакане больше;
В) внутренняя энергия во втором стакане больше;
Г) определить невозможно;
2.
При электризации трением оба тела получают заряды …
А) равные по величине и одинаковые по знаку;
Б) разные по величине и одинаковые по знаку;
В) равные по величине и противоположные по знаку;
Г) разные по величине и противоположные по знаку.
3.
Какие из перечисленных веществ можно считать проводниками электрического заряда?
А) эбонит;
Б) железо;
В) стекло;
Г) шелк;
Д) раствор соли;
Е) пластмасса.
4.
Действие одного наэлектризованного тела передается на другое
А) через воздух;
Б) через вакуум;
В) посредством электрического поля;
Г) любым путем.
5.
Электрической силой называют силу, с которой …
А) молекулы воздуха действуют на электрический заряд;
Б) электрическое поле действует на электрический заряд;
В) электрический заряд действует на другой электрический заряд;
Г) электрический заряд действует на окружающие его тела.
6.
Как можно уменьшить отрицательный заряд электрона наполовину?
А) соединить электрон с незаряженной частицей;
Б) передать электрону половину положительного заряда;
В) передать электрону половину отрицательного заряда;
Г) отделить от электрона половину отрицательного заряда;
Д) заряд электрона нельзя ни уменьшить, ни увеличить.
7.
На основе строения атома явление электризации тел представляет собой…
А) перемещение электронов, входящих в состав атома, с одного тела на другое;
Б) перемещение протонов, входящих в состав атома, с одного тела на другое;
В) перемещение нейронов, входящих в состав атома, с одного тела на другое;
Г) образование новых зарядов.
8.
В ядре атома алюминия содержится 27 частиц, и вокруг атома движутся 13 электронов. Сколько в ядре атома протонов и нейтронов?
А) 14 протонов и 13 нейтронов;
Б) 13 протонов и 14 нейтронов;
В) только 27 протонов;
Г) только 27 нейтронов;
Д) 13,5 протонов и 13,5 нейтронов.
9.
От атома гелия отделился один электрон. Как называется оставшаяся частица?
А) положительный иона;
Б) отрицательный ион;
В) нейтральный атом;
Г) протон.
10.
Если к заряженному электроскопу, не касаясь его, поднести заряженную палочку того же знака, то …
А) листочки электроскопа разойдутся сильнее, т.е. заряд увеличится;
Б) листочки электроскопа немного опустятся, т.е. заряд уменьшится;
В) листочки электроскопа упадут, т.е. заряд исчезнет;
Г) сначала листочки электроскопа опустятся, а потом снова разойдутся.
11
.Для заряда, переходящего с наэлектризованного на ненаэлектризованное тело при соприкосновении, справедливо утверждение
А) чем больше масса тела, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него перейдет;
Б) чем больше масса тела, которому передают заряд, тем меньшая часть заряда на него перейдет;
В) чем больше размер тела, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него перейдет;
Г) чем больше размер тела, которому передают заряд, тем меньшая часть заряда на него перейдет.
Важным средством для эффективного формирования естественнонаучных умений по физике, является экспериментальные работы.
Сложившаяся в настоящее время система школьного физического эксперимента включает следующие его виды: 1) демонстрационные опыты и наблюдения, 2) фронтальные лабораторные работы, 3) физические практикумы.
Современные мультимедийные, печатные и экранные пособия, рационально сочетаясь с демонстрациями опытов, органически входят в общую систему учебного процесса. В настоящее время разработано новое учебное оборудование для кабинетов физики, позволяющее на достаточно высоком уровне обеспечить учебные опыты по всем разделам курса физики образовательных учреждений.
Демонстрационные эксперименты,
подготавливаемые и проводимые учителем для всего класса, позволяющие целенаправленно наблюдать изучаемые физические явления, зарождают правильные начальные представления о новых физических явлениях и процессах, раскрывают закономерности, знакомят с методами исследования, показывают устройство и действие некоторых приборов и установок, иллюстрируют технические применения физических законов. Кроме того, они подготавливают учащихся к практикумам и решению экспериментальных задач.
Фронтальные лабораторные работы.
Фронтальный метод лабораторных занятий имеет ряд весьма важных положительных сторон. Прежде всего, он даёт возможность связать лабораторные занятия учащихся с изучаемым курсом, демонстрационные опыты учителя и самостоятельно выполняемые учащимися лабораторные работы. Благодаря фронтальному методу лабораторные занятия могут быть поставлены как введение к той или иной теме курса, как иллюстрация к объяснению учителя, как повторение и обобщение пройденного материала, как контроль приобретенных знаний и умений. Фронтальные занятия позволяют включать в поиски решения той или иной задачи одновременно весь класс, что в значительной степени активизирует мыслительную деятельность учащихся. Таким образом, лабораторный эксперимент становится необходимым звеном в процессе обучения, значительно помогающим углубленному усвоению материала.
Фронтальные лабораторные занятия, в отличие от практикума, дают возможность в конце урока коллективно обсудить и оценить результаты, полученные каждым звеном учащихся, путем сравнения. Такое заключительное обсуждение может быть проведено в случае необходимости почти после каждой лабораторной работы.
Физические практикумы.
Фронтальные лабораторные работы не позволяют сформировать у учащихся экспериментальные умения в обращении с современными техническими приборами и установками, так как при их выполнении используется самое простое учебное оборудование. Для решения этой задачи служат физические практикумы. Содержание, цели и методика их проведения иные, чем фронтальных лабораторных работ. На физических практикумах учащиеся выполняют разные работы и более сложные, чем фронтальные лабораторные работы, охватывающие ряд изученных тем или разделов курса физики, используя более сложное техническое оборудование. Физический практикум целесообразно проводить в профильных классах и классах с углубленным изучением физики.
Главная цель практикума
— повторение, закрепление, обобщение и углубление основных вопросов пройденного материала. Успешное выполнение его предполагает владение учащимися первоначальными практическими умениями и навыками. Поэтому практикумы целесообразно ставить как небольшие самостоятельные исследования учеников.
Физические практикумы, организуются после изучения большого раздела или всего годового курса физики. В задачу таких практикумов в основном входит развитие большей самостоятельности учащихся, дальнейшее расширение и углубление полученных ранее знаний и умений, ознакомление с более сложными приборами, методами измерений и т. д.
Таким образом, физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему естественнонаучных знаний. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов обучающихся в процессе изучения физики основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от обучающихся самостоятельной деятельности по их разрешению. Ознакомление школьников с методами научного познания должно проводиться при изучении всех разделов курса физики.
Выводы по второй главе
Особенностью предмета «Физика» в учебном плане образовательной школы является и тот факт, что овладение основными физическими понятиями и законами на базовом уровне стало необходимым практически каждому человеку в современной жизни. В содержание курса физики для базового уровня включены знания и умения, наиболее значимые для формирования общей культуры. На профильном уровне, кроме знания и умений, значимых для формирования общей культуры, большое внимание уделяется знаниям и умениям, необходимым для продолжения образования и подготовки к приобретению профессий, требующих хорошей физико-математической подготовки.
Формирование естественнонаучных умений включает рассмотрение разнообразных видов работы учащихся по физике, способствующих формированию комплексного применения знаний и умений по другим естественнонаучным дисциплинам. Универсальным средством обучения, способствующим реализации задач по формированию естественнонаучных умений, являются задачи. В данном случае речь идет о заданиях, способствующих обучению учащихся работе и обучению их умению применять свои знания и умения на практике.
Заключение
Проведенное исследование позволило сформулировать следующие выводы: Естественнонаучная грамотность - способность использовать естественнонаучные знания для выделения в реальных ситуациях проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах. Эти выводы необходимы для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений.
Школьный курс физики – системообразующий для естественнонаучных учебных предметов. Содержание школьного курса физики любого уровня должно быть ориентировано на формирование научного мировоззрения и ознакомление учащихся с методами научного познания окружающего мира, а также с физическими основами современного производства, техники и бытового окружения человека. Именно на уроках физики дети должны узнать о физических процессах, происходящих и в глобальных масштабах (на Земле и околоземном пространстве), и в быту. Основой для формирования в сознании учащихся современной научной картины мира являются знания о физических явлениях и физических законах. Эти знания учащиеся должны получать через физические опыты и лабораторные работы, помогающие наблюдать то или иное физическое явление. Формирование естественнонаучных умений включает рассмотрение разнообразных видов работы учащихся по физике, способствующих формированию комплексного применения знаний и умений по другим естественнонаучным дисциплинам. Универсальным средством обучения, способствующим реализации задач по формированию естественнонаучных умений, являются задачи. В данном случае речь идет о заданиях, способствующих обучению учащихся работе и обучению их умению применять свои знания и умения на практике
Литература
1. Абышева, Н. А. Физика и искусство: программа элективного курса предпрофильной подготовки (13 ч). 9 класс/Н. А. Абышева. //Физика: газ. издательского дома "Первое сентября".-2006.-N 2.- С. 3-6
2. Брынева, В. В. Элементы механики и явления природы/В. В. Брынева. //Физика в школе.-2007.-N 3. - С. 50-53
3. Денисова, И. Э. Физика в твоей будущей профессии. Предпрофильный элективный курс, 17 ч. 9-й класс/И. Э. Денисова. //Физика: газ. издательского дома "Первое сентября".-2007.-N 2. - С. 19-22.
4. Единый государственный экзамен 2007. Физика: учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся / ФИПИ; авторы-составители В.А. Орлов, М.Ю. Демидова, Г.Г. Никифоров, Н.К. Ханнанов. – М.: Интеллект-Центр.
5. Сборник тестовых заданий для тематического и итогового контроля. Физика. Основная школа (7-9 класс) / В.А. Орлов, А.О. Татур. – М.: Интеллект – Центр, 2006.
6. Сборник нормативных документов. Физика /Сост. Э.Д.Днепров, А.Г.Аркадьев. М.: Дрофа, 2004. 111 с. Тоже изданием 2007 г.
7. Программы элективных курсов. Физика. 9 11 классов. Профильное обучение /сост. В.А. Коровин. 2-ое изд.,стереотип. М.: Дрофа, 2006. 125с. (Элективные курсы).
8. Федеральный компонент Государственного стандарта общего образования (Приказ Минобразования России «Об утверждении федерального компонента Государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» от 05.03.2004 г. № 1089);