ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Условия развития интеллектуально одаренных детей в области
физико-математических дисциплин
Содержание
Введение
1. Понимание феномена одаренности
1.1 Интеллектуально одаренные дети
1.2 Возрастные проявления одаренности
2. Обучение и развитие интеллектуально одаренных детей
2.1 Проблема – чему и как учить? Оптимальные условия развития детской одаренности
2.2 Возможности педагога по координации развития способностей одаренных детей
3. Школы для интеллектуально одаренных детей
3.1 Профильные школы с физико-математическим уклоном в Западно-Сибирском регионе
3.2 Физико-математическая школа Томского государственного университета
3.2.1 Творческие задания по физике
Заключение
Литература
Приложение 1
Введение
Создание условий, обеспечивающих выявление и развитие одаренных детей, реализацию их потенциальных возможностей, является одной из приоритетных социальных задач. Вместе с тем, практика отечественного образования не изобилует исследованиями в области развития одаренности, что, следовательно, обуславливает актуальность проблемы определения организационно-педагогических основ деятельности по обучению, развитию и поддержке одаренных учащихся [11].
На сегодняшний день большинство специалистов признают, что уровень, качественное своеобразие и характер развития одаренности – это всегда результат сложного взаимодействия наследственности (природных задатков) и социальной среды, опосредованного деятельностью ребенка (игровой, учебной, трудовой). В то же время нельзя игнорировать и роль саморазвития личности, лежащие в основе формирования и реализации индивидуального дарования [1].
Одним из наиболее дискуссионных вопросов является вопрос о частоте проявления детской одаренности. Существуют две крайние точки зрения «все дети являются одаренными» и «одаренные дети встречаются крайне редко». Указанная альтернатива снимается в рамках следующей позиции: потенциальная одаренность по отношению к разным видам деятельности присуща многим детям, тогда как актуальную одаренность демонстрирует незначительная часть детей. При этом одни дети могут достаточно легко проявлять особую успешность в широком спектре деятельностей, другие же напротив могут долго не проявлять свои таланты, оставаясь нераскрытыми для педагога. В качестве одной из причин отсутствия проявлений того или иного вида одаренности может быть недостаток (в силу условий жизни) соответствующих знаний, умений и навыков. Стоит такому ребенку их усвоить, как его одаренность становится явной и очевидной (актуальной) для педагога [1].
Несомненно, что одаренность ребенка чаще проявляется вне учебной деятельности, определяя перед учителем задачу быть более внимательным и больше интересоваться увлечениями своих учащихся, не делая отметку главным мерилом способностей.
В работе с данным феноменом важно учитывать и то, что признаки одаренности, проявляемые в детские годы, даже при самых, казалось бы, благоприятных условиях могут либо постепенно, либо весьма быстро исчезнуть. Учет этого обстоятельства особенно важен при организации практической работы с одаренными детьми. Не стоит использовать словосочетание «одаренный ребенок» в плане констатации (жесткой фиксации) статуса данного ребенка. Возможен и психологический драматизм ситуации, когда ребенок, привыкший к тому, что он – «одаренный», на следующих этапах развития вдруг объективно теряет признаки своей одаренности.
Вместе с тем, сложность и многогранность форм и проявлений детской одаренности очевидна, как очевидно и другое – необходимость создания и поддержания условий (специфичной среды) для развития данных проявлений [7]. В формирующихся условиях важен учет множества факторов, обуславливающих процесс работы с детьми (специфика возрастного развития, своеобразие одаренности, специфика коллектива, в котором обучается одаренный ребенок и т.п.). Необходимо в немалой мере индивидуализировать программу обучения и развития, стимулируя ребенка одновременно в направлении расширения сферы интересов с целью более гармоничного интеллектуального и физического развития.
Специфичная обучающая среда – стартовая площадка для выполнения центральной задачи педагога в работе с одаренными детьми – привить им вкус к серьезной творческой работе, требующей от ребенка придумывания, самостоятельного выдвижения идей, прогнозирования результата [8].
Развитие творческого потенциала одаренных детей также напрямую связано с разработкой и реализацией специальных творческих программ обучения и учебных материалов. Чем они отличаются и как по ним обучать? – на эти и другие вопросы, касающиеся определения благоприятных условий, нам необходимо будет ответить в ходе выполнения курсовой работы.
Целью исследования является изучение и анализ условий развития интеллектуальной одаренности у детей среднего (12–14 лет) и старшего (15–16 лет) школьного возраста в области физико-математических дисциплин.
Задачи исследования:
1. Раскрыть понятие «интеллектуальная одаренность», возрастные особенности и формы ее проявлений.
2. Определить условия, необходимые для развития способностей интеллектуально одаренных детей.
3. Охарактеризовать возможности педагога по координации развития способностей одаренных детей.
4. Проанализировать условия профильного обучения в специализированных школах физико-математической направленности.
1. Понимание феномена одаренности
1.1 Интеллектуально одаренные дети
Как показывает практика, для успешного интеллектуального развития одаренных школьников недостаточно наличия хорошо организованной систематической напряженной общеобразовательной работы в школе. Первоначальным необходимым условием является использование научных представлений и методов к проблеме выявления и развития одаренности. Научные исследования и практика показывают, что развитие таланта может быть задержано и даже загублено на любом этапе развития. Необходимо специальное квалифицированное психологическое и педагогическое взаимодействие для решения названных вопросов, помощь в развитии талантливой личности [9].
В настоящее время не существует четкого определения одаренности. Значительные трудности в определении понятия одаренности связаны с общепринятым пониманием термина как синонима таланта. В 1972г. Комитет по образованию США опубликовал следующее определение одаренности: «одаренными и талантливыми детьми можно назвать тех, которые, по оценке опытных специалистов, в силу выдающихся способностей демонстрируют высокие достижения в одной или нескольких сферах деятельности: интеллектуальной, академической, творческой, общения и лидерства, в художественной, спортивной» [RusEdu информационные технологии в образовании [Электронный ресурс]. – URL: http://www.rusedu.info/Article731.html].
Ананьев Б.Г. ввел следующее определение одаренности – «Одаренность
– значительное по сравнению с возрастными нормами опережение в умственном развитии, либо исключительное развитие специальных способностей (музыкальных, художественных и др.)» (Ананьев Б.Г. Избранные психологические труды: Т. II. М., 1980. С. 78).
В основе определения одаренности можно выделить опережающее интеллектуальное развитие и способность к творчеству.
Дети с интеллектуальной одаренностью легко овладевают основополагающими понятиями, быстро запоминают и сохраняют информацию. Интеллектуальную одаренность различают в зависимости от предметного содержания деятельности: одаренность в области технических, естественных и гуманитарных наук.
Непременная отличительная черта одаренного ребенка – оригинальность его мышления, выражающаяся в непохожести, нестандартности действий, принимаемых решений.
Выявление одаренных детей является важным процессом в школьной жизни. В силу того, что одаренность не является неизменным качеством личности, результаты ее ранней диагностики не могут считаться абсолютно надежными. Одаренность ребенка может обнаружиться и на более поздних этапах его развития. Следовательно, диагностические процедуры должны проводиться с определенной периодичностью, охватывая весь контингент учащихся, и служить основой для корректировки учебных программ каждого ребенка [10].
Попадая в подготовленную социальную среду, проявления усиливаются и получают дальнейшее развитие. Важным оказывается и момент создания и поддержания условий среды, способствующих индивидуальному закреплению отличительных способностей ребенка.
1.2 Возрастные проявления одаренности
Каждый период детства по-своему эмоционален и чувствителен, и каждую возрастную ступень отличает своя, не свойственная ни предыдущим, ни последующим возрастам, готовность к подъему определенных сторон интеллекта. Такого рода предпосылки развития, обусловленные эмоциональными периодами, можно рассматривать, как возрастные факторы одаренности [2].
Так, уже в средних классах, у учащихся подросткового возраста (12-14 лет) вырабатывается формальное мышление. Подросток уже может рассуждать и действовать в логике рассуждения, независимо от воспринимаемой реальности.
Он может совершать гигантский по своему качеству скачок – он начинает ориентироваться на потенциально возможное, а не на обязательно очевидное. Благодаря своей новой ориентации он получает возможность вообразить все, что может случиться, – и очевидные, и недоступные восприятию события. Тем самым повышается вероятность того, что он разберется в действительно происходящем.
Стремление открыть реальное в возможном предполагает, что подросток смотрит на возможное как на совокупность гипотез, требующих проверки и доказательств. Подросток уже может, как это делает взрослый, подвергать переменные комбинаторному анализу, методу, гарантирующему составление исчерпывающего перечня всех возможностей.
В таком возрасте «ищущий» подросток готов активно проявлять свои возможности, взаимодействовать со сверстниками, участвовать в самых различных начинаниях, что по-своему содействует развитию интеллекта. Никакой другой возраст не несет с собой такой непосредственной потребности самоутверждения и готовности действовать.
В старшем школьном возрасте (15-16 лет), который уже относят к ранней юности, сама «ситуация развития» (предстоящее окончание школы, изменение положения среди окружающих, возрастание обязанностей), равно как и характерные для этого возраста «внутренние условия» (интенсивное формирование мировоззрения, рост самосознания, влияние установок на будущее), обусловливают поиски перспективы жизненного пути, развитие чувства ответственности и стремление управлять собой, обогащение эмоциональной сферы.
У старших школьников очень заметна работа анализирующей мысли, также готовность к рассуждениям и особая эмоциональная впечатлительность. Такое совмещение «мыслительного» и «художественного» типов, расположенность к самовоспитанию и самосовершенствованию открывают особые возможности для многостороннего развития. Поскольку эти качества являются возрастными и, следовательно, в какой-то мере временными, их нужно вовремя и в полной мере использовать для развития индивидуальных способностей.
Школьники в этот период (15-16 лет) наиболее активны. Они посещают факультативные занятия, дополнительные занятия, связанные с углубленной подготовкой в интересующей области знаний, являются членами научных обществ учащихся, а также включаются в научно-исследовательскую деятельность с последующим представлением результатов на школьных, районных, ученических конференциях, принимают участие в предметных олимпиадах. Их активное участие в различных проектах создает условия и обеспечивает дополнительные возможности для раскрытия и развития способностей ребенка в различных видах деятельности, развитие и раскрытие интеллектуального потенциала школьников.
Проявляющие себя на разных возрастных этапах предпосылки развития – это специфические, на время возникающие внутренние условия умственного роста, другими словами – возрастные факторы одаренности.
Понятие «возрастная одаренность» означает отсутствие уверенности, что необычно высокий умственный уровень и ранние успехи ребенка действительно являются предвестниками собственно одаренности – ведь они могут оказаться чем-то временным, преходящим. Выражение «возрастная одаренность» имеет и некоторое объяснительное значение: в нем выступает признание зависимости незаурядных умственных качеств ребенка от хода возрастного развития и специфических возможностей детства [2].
Рассматривая подростковый и старший школьный возраст можно утверждать, что одаренность необходимо начинать развивать с подросткового возраста. В этот период познавательные вопросы детей приобретают новое качество – поисковый характер: они направлены в основном на самостоятельное нахождение неизвестного, носят исследовательский характер. Дети отличаются высокой способностью включаться в поставленные проблемы, возвращаться к ним по мере дальнейшего опыта исследования. В период же старшего школьного возраста нужно поддерживать развитие и выводить на более высокий уровень.
одаренность интеллектуальный способность школа
2. Обучение и развитие интеллектуально одаренных детей
2.1 Проблема – чему и как учить? Оптимальные условия развития детской одаренности
При выявлении детей с незаурядными умственными возможностями встает проблема – чему и как их учить, как способствовать их оптимальному развитию.
В современной практике организации обучения интеллектуально одаренных детей в любой области знаний выделяют три основных направления: факультативные занятия с одаренными детьми по углубленной программе, предоставление возможности ускоренного прохождения школьной программы и создание классов (школ), работающих по специально разработанным программам [6].
Какие при этом условия можно считать оптимальными?
1. Конечно, программы для интеллектуально одаренных детей должны отличаться от обычных учебных программ.
Специфика учебных программ должна учитывать особенности обучающихся. Приведем пример. Среди способностей выделяют [3]:
- способность быстро схватывать смысл теоретических принципов, понятий, положений. Такая способность требует широты материала (представление суждений разных ученых, разных точек зрения), что необходимо для обобщения материала;
- потребность сосредотачиваться на заинтересованных сторонах проблемы и стремлении разобраться в них. Эта потребность редко удовлетворяется при традиционном обучении, и ей надо дать реализоваться в специальных учебных программах через разнообразные виды учебной деятельности, в частности, самостоятельную работу, задания открытого типа (задания свободного изложения предполагают свободные ответы по сути задания), развитие необходимых познавательных умений (задания разного уровня сложности, задания творческого характера), развитие практических навыков (задания по выполнению экспериментальных работ, мини-исследования, ролевые игры);
- способность подмечать, рассуждать и выдвигать объяснения, что также может развиться через задания творческого характера, исследовательские проекты;
- способность устанавливать логические связи, что достигается за счет интеграции в программу родственных областей знаний, а не ограничения строго определенной областью знаний;
- обеспокоенность, тревожность в связи со своей непохожестью на сверстников. Включение в учебную программу аффективного компонента дает возможность ребенку лучше понять себя и свои переживания и ведет к принятию себя и других.
Содержание углубленной программы в отличие от обычной школьной программы содержит большое количество дополнительного учебного материала – увлекательных тем, например, «Интерференция света», «Когерентность волн» – к разделу «Оптика», «Движение в центральном поле. Задача Кеплера», «Твердое тело. Уравнения движения твердого тела» – к разделу «Законы движения»), расширяющих кругозор, вызывающих повышенный интерес у школьников и усиливающих их мотивацию к обучению; творческих практических заданий и т.д.
Другим отличием углубленной программы является наличие в ней творческих заданий. А развитие потребности в творчестве, развитие личностных характеристик, способствующих реализации одаренности, также важно при работе с такими детьми, как и повышение их интеллектуального уровня. Например, в содержание программы могут включаться практические занятия по моделированию физических объектов, занятия на реальных практических установках в лабораториях НИИ или на предприятиях. Содержание программы также включает и разнообразные проектные задания, предполагающие приблизить школьников к реальной проектно-конструкторской деятельности, проведению наблюдений, участию в решении технологических задач.
Вместе с тем, содержание программы должно быть сбалансировано по уровню сложности и видам деятельности. Наряду с добавлением новых тем должны быть разнообразны и виды педагогической деятельности со школьниками и формы их организации. Помимо классно-урочной системы, важно использовать лекции, практические занятия, лаборатории, планируемые для проведения в форме экскурсий, конференций, дебатов и т.д.
2. Очевидно и то, что необходимость развития способностей одаренных детей должно изменять организацию учебного процесса, ориентируясь на принцип личностно-ориентированного обучения. В чем проявляется специфика учебного процесса?
Существуют разные стратегии обучения одаренных детей, которые могут быть воплощены в разные формы. К основным стратегиям обучения детей с высоким умственным потенциалом относят ускорение и обогащение.
Вопросы темпа обучения являются предметом давних не утихающих споров. Многие ученые поддерживают ускорение, указывая на его эффективность для одаренных учащихся [1, 4]. Другие ученые считают, что установка на ускорение – это односторонний подход к детям с высоким уровнем интеллекта. Ускорение не является универсальной стратегией, необходимой всем одаренным. Ускорение лишь сокращает число лет, проводимых в школе [3, 4].
Существуют некоторые формы ускорения, например, ранее поступление в школу. С одной стороны, ранний прием выявляет наиболее благоприятные стороны ускорения, с другой – есть возможности отрицательных последствий, прежде всего в отношениях с окружающими и эмоциональном развитии детей [3].
Возможно и ускоренное прохождение стандартной учебной программы в рамках учебного класса. Проявляется в том, что учитель индивидуализирует учебный процесс для одаренных детей, составляя для них индивидуальный учебный план.
Так, одаренным ученикам оставляют больше свободного времени, которым они самостоятельно распоряжаются для занятий в соответствии со сложившимися у них склонностями. Индивидуальный учебный план предполагает, что по отдельным учебным предметам одаренному ученику будет позволено не только изучать программу в меньшем объеме, но даже и с меньшей результативностью [10].
Также применима форма перевода учащегося через класс. Благодаря такому переводу ребенок оказывается в окружении интеллектуально стимулирующих его соучеников. В этой форме ускорения нет социально-эмоциональных проблем, дискомфорта и пробелов в обучении [3].
Однако оптимальный результат эффективной формы ускорения достигается при одновременном соответствующем изменении содержания учебных программ и методов обучения. Только ускорение используется редко, чаще учебные программы основываются на сочетании двух основных стратегий – ускорения и обогащения [3].
При работе с одаренными детьми целесообразно использовать диалогические формы обучения. Сложившаяся форма общения в процессе обучения (спрашивающий учитель – отвечающий ученик) блокирует активность школьника в постановке вопроса.
В качестве оптимальных условий стимуляции познавательной потребности ребенка как основы развития его способностей, специалисты выделяют следующие характеристики процесса обучения:
- высокая самооценка ребенка, то есть создание у него достаточной уверенности в своих силах;
- создание соответствующего психологического климата в семье и на уроке. Познавательная потребность может развиваться лишь в условиях радостного отношения к познанию.
Особенно важно использовать в учебном процессе активные методы обучения, такие как метод проектов, дебаты. Они способствуют активизации познавательной и творческой деятельности, развитию инициативы и предприимчивости, помогают устанавливать сотрудничество с преподавателем, развить аналитическое мышление, приобрести практические навыки работы с информацией, управленческих и профессиональных решений, способствуют формированию способности выбирать оптимальные варианты эффективного взаимодействия с другими людьми и повышению мотивации процесса обучения.
В настоящее время педагогическая практика требует необходимости применения в учебном процессе современных учебных средств и интенсивных педагогических технологий, в использовании которых задействованы современные информационные средства и технологии. Так, сегодня в учебном процессе активно применяются мультимедийные курсы, которые помогают педагогу индивидуализировать учебный процесс. Сочетание в курсе разного по уровню сложности материала дает возможность учащимся выбирать путь его прохождения и освоения, а сочетании с возможным контролем знаний осуществить и проверку приобретенных знаний.
Следует сказать и о новых возможностях обучения, актуального в настоящее время. Школьники могут получать дополнительное образование в интересующей их предметной области на основе дистанционных образовательных технологий. Современные технологии стирают географические и временные границы, что дает ребенку возможность получить качественное образованием, основанное на систематическом взаимодействии с преподавателем при реализации различных форм деятельности (лекции, практические занятия, контролирующие мероприятия, консультации) в режимах реального и отложенного времени.
3. Наличие современной материально-технической базы является неотъемлемой частью образовательного процесса. Наличие лабораторий, физических кабинетов с необходимым экспериментальным оборудованием, компьютерных классов помогает сделать учебный курс более наглядным, повышая мотивацию школьников к познавательной деятельности.
4. Важным условием для развития проявлений одаренности является и подготовка педагогов, хорошо разбирающихся в специфике обучения одаренных детей.
Учитель для одаренных стремится к установлению положительных взаимоотношений с учениками, старается быть дружелюбным, склонен к инновациям, ищет новые пути вовлечения школьников в учебный процесс, побуждает учеников совершенствоваться, а также способен изменять учебный план, разрабатывать специальные учебные программы, диагностировать и консультировать учеников.
Вместе с тем, одаренность настолько индивидуальна и неповторима, что вопрос об оптимальном условии обучения каждого ребенка должен рассматриваться отдельно.
2.2 Возможности педагога по координации развития способностей одаренных детей
Дети с высоким интеллектом больше всего нуждаются в «своем» учителе [3]. Неподготовленные учителя часто не могут выявить одаренных детей, не знают их способностей, равнодушны к их проблемам. Иногда неподготовленные учителя враждебно настроены по отношению к «выдающимся» детям, такие учителя часто используют тактику количественного увеличения заданий, а не качественного их изменения.
Личность учителя является ведущим фактором любого обучения. Не является исключением и ситуация с учителем для одаренных детей. Наиболее существенным фактором успешности работы учителя является глобальная личностная характеристика – система взглядов и убеждений, в которой большое значение имеют представления о самом себе, других людях, а также о целях и задачах своей работы. Именно эти составляющие постоянно проявляются в межличностном общении [4].
По мнению ряда специалистов поведение учителя для одаренных детей в классе, в процессе обучения и построения своей деятельности должно отвечать следующим характеристикам: он разрабатывает гибкие, индивидуальные программы; создает теплую, эмоционально безопасную атмосферу в классе; предоставляет учащимся обратную связь; использует различные стратегии обучения; уважает личность; способствует формированию положительной самооценки ученика; уважает его ценности; поощряет творчество и работу воображения; стимулирует развитие умственных процессов высшего уровня; проявляет уважение к индивидуальности ученика [3].
Успешный учитель для одаренных – прежде всего прекрасный учитель-предметник, глубоко знающий и любящий свой предмет. В дополнение к этому он должен обладать такими качествами, которые существенны в общении с любым одаренным школьником.
Учителям можно помочь развить указанные личностные и профессиональные качества тремя путями:
- с помощью тренингов – в достижении понимания самих себя и других;
- предоставлением знаний о процессах обучения, развития и особенностях разных видов одаренности;
- тренировкой умений, необходимых для того, чтобы обучать эффективно и создавать индивидуальные программы.
Техника преподавания у прошедших специальную подготовку учителей для обучения одаренных и обычных учителей примерно одинакова: заметная разница заключается в распределении времени на виды активности. Практика показывает, что в традиционном школьном обучении на 90% преобладает монолог учителя, рассчитанный на передачу учащимся знаний в готовом виде. Даже на тех уроках, где присутствует диалог, функции его ограничиваются чаще всего репродуктивным воспроизведением изученного материала. При этом учителя не обращают внимания на содержание задач, характер и форму вопроса, их место в системе урока. В большинстве случаев используются репродуктивные задачи, ориентирующие на однозначные ответы, не активизирующие мыслительную деятельность ученика.
Учителя, работающие с одаренными, меньше говорят, меньше дают информации, устраивают демонстрации и реже решают задачи за учащихся. Вместо того, чтобы самим отвечать на вопросы, они предоставляют это учащимся. Они больше спрашивают и меньше объясняют [4].
Заметны различия в технике постановки вопросов. Учителя одаренных гораздо больше задают открытых вопросов, помогают при обсуждении, направляют мысли учащихся в верном направлении. Они провоцируют учащихся выходить за пределы первоначальных ответов и чаще пытаются понять, как учащиеся пришли к выводу, решению, оценке.
Большинство учителей старается прореагировать в речевой или иной форме на каждый ответ в классе, а учителя одаренных ведут себя больше как психотерапевты: они избегают реагировать на каждое высказывание. Они внимательно и с интересом выслушивают ответы, но не оценивают, находя способы показать, что они их принимают. Такое поведение приводит к тому, что учащиеся больше взаимодействуют друг с другом и меньше зависят от учителя [4]. А, главное, они не боятся высказывать свою точку зрения и учатся ее отстаивать. Подобная практика учителя способствует развитию в детях уверенности, эмоциональных коммуникативных качеств и в целом стабильности их психологического состояния. В таких условиях школьники ощущают себя комфортно и легко.
Атмосферу свободы и уверенности формирует не только педагог, но и в большей степени родители ребенка, заинтересованные в раскрытии его индивидуальности. Родители должны оказывать поддержку своему ребенку и создавать положительную атмосфера. Во многих случаях именно родители начинают обучать одаренного ребенка, и достаточно часто, хотя и не всегда, кто-нибудь из них на долгие годы становится подлинным наставником своего ребенка в самой разной деятельности: в художественно-эстетической, в спорте и, конечно, в том или ином виде научного познания. Это обстоятельство является одной из причин «укоренения» тех или иных познавательных или каких-либо других интересов ребенка.
Только совместными усилиями возможно достижение высоких результатов.
3. Школы для интеллектуально одаренных детей
3.1 Профильные школы с физико-математическим уклоном в Западно-Сибирском регионе
В практике обучения интеллектуально одаренных детей более перспективным направлением считается создание классов (школ), ориентированных на специализированную предметную подготовку учащихся. Основная педагогическая задача смещается с развития общих способностей школьников к поиску способа реализации личности в определенных видах деятельности.
Для того чтобы школьникам проще было определиться с видом деятельности, предметным профилем создаются школы с профильной направленностью или школы при университетах с углубленным изучением различных предметов.
В Западно-Сибирском регионе наиболее известными профильными школами являются:
- заочная физико-математическая школа специализированного учебно-научного центра Новосибирского государственного университета (ЗШ СУНЦ НГУ);
- заочная естественнонаучная школа при Сибирском федеральном университете (ЗЕНШ СФУ);
- физико-математическая школа при Томском государственном университете (ФМШ ТГУ).
Что общего у названных профильных школ?
1. Прежде всего, все школы созданы при государственных университетах. Их целью является отбор и привлечение талантливой молодежи в стены университетов, а также развитие их интеллектуальных и творческих способностей, раскрытие личностного потенциала.
Вся деятельность школ построена на работе с разновозрастными группами школьников, начиная с 8-го класса в ФМШ ТГУ, 9-го класса в ЗЕНШ СФУ, 10-го класса в СУНЦ НГУ и заканчивая набором в 11 класс. Поступление в профильные школы построено на конкурсной основе, кроме ЗШ СУНЦ НГУ.
2. Профильные школы имеют длительную историю своей деятельности. Так, заочная физико-математическая школа имени М.А. Лаврентьева работает уже более 30 лет на базе специализированного учебно-научного центра физико-математического и химико-биологического профиля при Новосибирском государственном университете [16]. Ежегодно в заочной школе проходит обучение более 1500 учащихся из 19 областей и республик Сибири и Дальнего Востока, 6 областей Республики Казахстан, 3 республик Средней Азии. За историю своей деятельности в школе сформировались следующие основные направлениями: профильное углубленное обучение школьников; довузовская подготовка школьников 10-11-х классов.
Заочная естественнонаучная школа при Сибирском федеральном университете создана в мае 1994 года и является совместным проектом вуза и Министерства образования Красноярского края. За время своей деятельности школа выпустила 11000 выпускников. Среди направлений деятельности выделяют: довузовская подготовка школьников; проведение олимпиад, конкурсов, викторин.
Томская физико-математическая школа (ТФМШ) при Томском государственном университете создана в 1971 г. по инициативе академика В.Е. Зуева и имеет 39-летнюю историю.
Занятия во всех названных школах проводят преподаватели университетов, имеющие высокий научный, творческий потенциал и опыт работы со школьниками. Университеты осуществляют и научно-методическое обеспечение учебного процесса со школьниками, предоставляя им разработанные учебные средства (учебники, пособия, методические рекомендации, практические задания, тесты и т.д.), материально-техническую базу (аудитории, демонстрационное оборудование) для работы заочных школ. Так, признавая тот факт, что изучение физического материала должно основываться на экспериментальной базе для достижения наглядности и понимания, ТГУ предоставляет лаборатории, компьютерные классы и кабинеты с соответствующим экспериментальным оборудованием. Одним из уникальных кабинетов является физический кабинет, где располагаются различные экспериментальные установки, используемые на занятиях со школьниками.
В школах возможно как индивидуальное, так и групповое обучение. Групповое обучение осуществляется на базе учебных центров. Для индивидуального обучения обязательным условием является наличие у школьника персонального компьютера с выходом в Интернет; желательно наличие web-камеры, микрофона, наушников или колонок.
3. Все заочные школы имеют в своей структуре летние профильные школы, организующие обучение школьников, как правило, на выезде.
Летняя школа при СУНЦ НГУ проводится для 10-х и 11-х классов, при СФУ есть Красноярская летняя школа для 8-х, 9-х и 10-х классов, в ФМШ ТГУ летняя школа объединяет учащихся разных классов. Во время летних школ для ребят организуются занятия по различным предметам (физике, математике, информатике, астрономии, химии и т.д.), выбрать которые можно исходя из личного интереса. Также во время летних смен проводятся тематические конкурсы (физический бой, спартакиады), предметные олимпиады и другие мероприятия, направленные на раскрытие личных качеств школьников (праздники, эстафеты, КВН, игры "Что? Где? Когда?", концерты).
4. Важным условием, объединяющим школы, является сходство технологий обучения. Во всех школах ученикам предоставляется возможность обучения на основе дистанционных образовательных технологий, что особенно актуально для жителей небольших городов и сельской местности. В процессе обучения преподаватели проводят консультации, семинарские в режимах on-line или off-line, организуют выполнение проверочных и контрольных заданий. Наличие постоянной обратной связи делает учебный процесс наиболее эффективным.
5. Каждая из заочных школ организует обучение школьников через автоматизированные системы сопровождения и управления дистанционным учебным процессом. Например, учебный процесс в заочной физико-математической школе ТГУ осуществляется через «Электронный университет», размещенный по адресу http://edu.tsu.ru/main.php. С помощью системы становится возможным организация регулярной интернет-поддержки и систематических занятий по предметам выбранного профиля. Системой сопровождения ЗЕНШ СФУ является система «Дистанционные курсы Заочной естественнонаучной школы при Сибирском федеральном университете», размещенная по адресу http://www.zensh.ru/moodle/.
6. Основным же средством информирования учащихся, родителей, педагогов, партнеров о направлениях деятельности всех типов школ остается web-сайты (ЗШ СУНЦ НГУ– http://zfmsh.nsu.ru/zfmsh (рис.1); ЗЕНШ СФУ – http://www.zensh.ru (рис.2); ФМШ ТГУ – http://fmsh.tsu.ru/), систематически обновляющиеся и оперативно предоставляющие информацию по набору школьников, предлагаемым образовательным программам, учебным ресурсам, на основе которых осуществляется дистанционное обучение. Различные конкурсы интернет-проектов, подготовка к олимпиадам и сами сетевые олимпиады, сетевые клубы и диспуты на популярные темы – все эти мероприятия являются освещенными через сайты школ.
Что же отличает данные физико-математические школы? Рассмотрим каждую из названных школ.
Обучение в заочной школе СУНЦ НГУ осуществляется только с использованием дистанционных технологий, поэтому основными задачами школы являются:
- развитие у школьников, проживающих на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Средней Азии и Казахстане, интереса к естественнонаучным знаниям;
- предоставление возможности учащимся общеобразовательных школ, расположенных в удаленных от научных центров пунктах и территориях, углубленно заниматься математикой, физикой, химией, биологией, иностранными языками;
- повышение уровня преподавания естественнонаучных предметов в школе; методическая помощь учителям в преподавании узловых пунктов школьной программы и факультативных курсов;
- привлечение наиболее способных школьников в СУНЦ НГУ и НГУ.
В ЗШ СУНЦ НГУ принимаются все желающие, без ограничений по гражданству, возрасту и без вступительных экзаменов. Школьник отправляет заполненную анкету в заочную школу, после чего ему высылают годовой комплект заданий и подробный график выполнения заданий.
Учебный план, учебные программы курсов и график занятий размещен на сайте заочной школы. Программа работы школы охватывает фундаментальные разделы (курсы) механики, молекулярной физики, оптики, электромагнетизма, квантовой и ядерной физики, дополненные разделами, не входящими в стандартный курс школьного изучения. В учебном плане школы отражены как курсы профильного обучения, так и элективные дисциплины, изучение которых направлено на развитие мышления, памяти, расширение кругозора.
Учебно-методический комплекс рассчитан на учащихся 10-11 классов, содержит три уровня обучения (базовые темы, темы повышенного уровня сложности и олимпиадный уровень). Контрольные вопросы и задачи разбиты на блоки в соответствии с темами курса. Для закрепления теоретического содержания пройденного материала учебно-методический комплекс дополнен компьютерными демонстрациями к различным физическим явлениям. Учащийся может самостоятельно сформировать программу обучения в школе, выбрав один или несколько интересующих его курсов.
Учебный процесс в СУНЦ НГУ построен с максимально возможным приближением к вузовской системе обучения и включает систему лекционных курсов и практических занятий по этим курсам, широкое использование подготовки школьниками рефератов по изучаемым темам, глубокую подготовку по информатике и работу на персональных компьютерах, систему специальных курсов и спецсеминаров [16].
В течение учебного года учащийся заочной школы должен выполнить 5 заданий. Присланные работы проверяются в течение 2-х недель. Результаты проверки высылаются обратно учащимся вместе с рецензией преподавателя; прилагаются также правильные ответы и решения.
Темы большинства заданий (для учащихся, начавших свое обучение в ЗШ в начале учебного года) совпадают с недавно пройденным или изучаемым материалом школьной программы. Каждое задание начинается с краткой проработки теоретического материала, вполне достаточного, чтобы после его изучения можно было решить все предложенные задачи. В качестве примера подробно разбирается несколько задач, аналогичных тем, которые приведены в задании.
Основными дидактическими средствами являются разработанные учебники и учебные пособия, представленные в электронном виде и доступные школьникам через систему сопровождения.
Исходя из анализа деятельности школы, следует отметить, что для школьников оказывается не достаточным активных форм взаимодействия с преподавателями. Речь идет об отсутствии лекционных, практических, в том числе семинарских занятий, организуемых в режиме реального времени (чат, видеоконференция). Вместе с тем, очевидным является углубленное изучение разделов физики с возможностью закрепления через выполнение практических заданий. Не раскрытой является и внеучебная деятельность школьников, например, их участие в мероприятиях, проводимых университетом.
Заочная естественнонаучная школа при Сибирском федеральном университете создана в мае 1994 года на месте закрытого Красноярского филиала заочной физико-технической школы при Московском физико-техническом институте (ЗФТШ при МФТИ). Красноярский филиал ЗФТШ при МФТИ проработал на территории края 10 лет. Приемником накопленного потенциала методического, организационного, кадрового, стала заочная естественнонаучная школа (ЗЕНШ при СФУ).
Практика показала, что проект создания ЗЕНШ при СФУ является эффективным средством повышения доступности образования для школьников Красноярского края, столь обширного по территории и в то же время, не имеющего развитой сети образовательных институтов на местах.
Основными задачами являются:
- поиск и поддержка школьников, имеющих потребность в дополнительном образовании по математике, физике, биологии, химии;
- отбор и обучение старшеклассников, проявивших склонности к изучению естественных и гуманитарных наук;
- формирование познавательной активности, потребности к научно-исследовательской деятельности, способности к самостоятельному поиску и обработке информации и к выбору личной образовательной траектории;
- обеспечение качественной подготовки для успешной сдачи ЕГЭ и вступительных испытаний в Сибирский федеральный университет и другие вузы;
- повышение квалификации учителей-предметников через участие в совместном образовательном процессе и специальных программах для учителей [17].
Школьники поступают на заочную форму обучения с использованием дистанционных технологий (сети Internet и электронной почты). Зачисление на отделение индивидуального обучения конкурсное – по результатам выполнения вступительного задания. Для этого школьникам необходимо выбрать один или несколько предметов для обучения, заполнить анкету, выполнить вступительное задание и отослать его в заочную естественнонаучную школу. По результатам задания, ученику будет выслано первое задание и все необходимые рекомендации по его выполнению.
В течение каждого учебного года нужно будет выполнить 5 контрольных работ по отдельным темам (модулям обучения) и одну итоговую контрольную работу (в 11-ом классе итоговой контрольной нет). На выполнение одной контрольной работы отводят примерно около месяца.
Углубленное изучение физики учащимися школы позволяет им успешно принимать участие в олимпиадах различного уровня. В процессе обучения учащиеся знакомятся с разнообразием олимпиадных задач, их спецификой и приемами решения.
Программы курсов (механики, моле
Анализ деятельности школы показывает то, что школьникам предоставлена возможность изучать предмет в более расширенном варианте. Вместе с тем общение с преподавателем ограничивается пересылкой заданий и их ответов по электронной почте, что обедняет учебный процесс и влияет на снижение эффективности обучения.
3.2 Физико-математическая школа Томского государственного университета
Цель создания ТФМШ – отбор и воспитание талантливой учащейся молодежи путем обучения и привлечения их к участию в научной деятельности.
Основными направлениями работы школы являлись и остаются на настоящем этапе развития школы:
- профильное углубленное обучение школьников 8-11-х классов;
- научно-исследовательская деятельность школьников;
- довузовская подготовка школьников 10-11-х классов;
- проведение олимпиад, конкурсов, викторин.
Основу занятий по программам профильных курсов составляют очные лекции и практические занятия преподавателей. Для закрепления материала и его проверки школьники выполняют контрольные и другие проверочные работы.
В учебном плане школы различают курсы профильного обучения – физика, математика, информатика.
Программа по физике с углубленным изучением предмета включает в себя все вопросы основного курса физики и наиболее важные вопросы программы факультативных курсов физики повышенного уровня 8 – 11 классов (приложение 1).
Обучение в классах с углубленным изучением физики имеет две ступени: 8 – 9 и 10 – 11 классы.
Главная цель первой ступени – углубление содержания основного курса и усиление его прикладной направленности. На второй ступени предусматривается углубление и некоторое расширение учебного материала, ознакомление с более широким кругом технико-технологических приложений изученных теорий, решение большого числа задач повышенной трудности и выполнение заданий для самостоятельного применения полученных знаний.
Содержание программы класса с углубленным изучением физики в основном совпадает с программой основного курса, дополненного вопросами программы факультативного курса, структура изучения ряда разделов физики существенно отличается:
- в курсе 9 класса сохранен самостоятельный раздел «Статика», имеющий большое политехническое значение;
- в курсе 10 класса законы термодинамики изучаются на основе статистических представлений, вводится понятие о статистическом смысле второго закона термодинамики;
- в курсе 11 класса реализован единый подход при изучении колебательных и волновых процессов; геометрическая оптика изучается как частный случай волновой оптики; в разделе «Квантовая физика» выделены четыре темы: световые кванты, физика атома, физика атомного ядра, элементарные частицы.
Курс физики для классов с углубленным ее изучением включает все фундаментальные физические теории:
- при изучении классической механики большое внимание уделяется принципу относительности Галилея и его развитию в работах А. Эйнштейна, материал структурируется на основе решения прямой и обратной задач механики, использования всех трёх законов сохранения в механике: импульса, момента импульса и энергии;
- при изучении молекулярной физики учащиеся получают представления о различии между динамическими и статистическими закономерностями, понятиях вероятности события и вероятности состояния, о флуктуации, распределении как способе задания состояния системы, знакомятся с распределениями Максвелла и Больцмана. Статистический подход является существенным и при изучении тепловых явлений и свойств вещества;
- при изучении электродинамики ядром становятся качественные формулировки уравнения Максвелла-Лоренца, рассматривается относительность электрического и магнитного полей;
- при изучении квантовой теории особое внимание обращается на экспериментальное доказательство существования фотонов: фотоэффект, эффект Комптона, опыт Боте, рассматриваются идеи квантования, корпускулярно-волновой дуализм, сущность соотношения неопределённости.
В классах с углублённым изучением физики усилено внимание к рассмотрению явлений природы и охране окружающей среды. При этом неизбежна интеграция знаний не только из различных разделов курса физики, но и из других наук о природе: астрономии, химии, биологии.
Программа с углублённым изучением физики предусматривает более широкое использование математических знаний учащихся. Эта возможность обеспечена увеличением времени на изучение математики.
В физико-математической школе ТГУ количество уроков, отведенных на изучение физики, для 8-х классов составляет 2 урока в неделю, для 9-х – 3 урока и 10-х – 4 урока в неделю. Предусмотрено проведение контрольных работ: 10 – 11 классы раз в месяц, 8 – 9 классы – раз в два месяца. Общая оценка включает в себя работу на уроке, выполнение домашних заданий и оценку за контрольные работы [18].
Учебная программа по физике предусматривает проведение лабораторных работ и физического практикума с использованием материально-технической базы университета, экскурсий в «Музей истории физики» в целях поддержания интереса к изучаемому предмету [19]. Однако реальное их проведение отсутствует. Ограниченными являются и формы проведения практических занятий, отсутствуют проектные задания, задания для проведения исследовательской деятельности, которые необходимы для развития аналитического мышления, формирования навыков работы с информацией, навыков организации проектной деятельности, предусматривающей самостоятельный поиск и обработку информации, получение результатов и их практическое применение. Отсутствие заданий такого рода не позволяет школьникам раскрыть и реализовать их творческий потенциал, интеллектуальные умения, личностные способности и качества.
Включение в учебный процесс консультаций позволило бы учащимся задавать детальные вопросы преподавателю, разбирать отдельные темы, которые были непонятны.
Отсутствие комплекта дидактического обеспечения снижает качество выполнения заданий. Ведь именно предоставление комплекта дидактического обеспечения позволяет школьникам осуществить многократное обращение к материалу, улучшить его понимание и усвоение.
Сужение форм учебно-познавательной деятельности не позволяет поддерживать высокий уровень мотивации школьников к изучению физики и смежных с нею дисциплин. Для решения обозначенных проблем были разработаны примеры творческих заданий по физике.
3.2.1 Творческие задания по физике
Организация выполнения творческих заданий должна соответствовать основным целям и задачам обучения, задания должны сочетаться с другими видами учебной деятельности учащихся на уроке, необходимо учитывать индивидуальные особенности учащихся, уровень их подготовки, их интересы и склонности, а также уровень самостоятельности.
Задание 1. Исследование движения тела по наклонной плоскости.
В начале урока, в течение 10 минут, учитель знакомит школьников с основными моментами по данной теме.
Основная часть урока посвящена проведению эксперимента, который организуется каждым ребенком индивидуально (30 минут). Школьники проводят исследование движения по наклонной плоскости. Для этого им выдается небольшая доска в качестве наклонной плоскости, телом будет являться школьный учебник. Основными вопросами, которые необходимо рассмотреть являются: «Под каким углом тело начинает скользить?», «Как влияет масса тела на движение?», «Какие силы действуют на тело во время движения?», «Какие физические явления вы наблюдаете?». Все полученные данные записываются в тетради (определяют угол, записывают физические явления, определяют зависимость движения и тел разной массы).
В процессе эксперимента учитель контролирует правильность его выполнения. В конце урока учитель делает анализ проделанной работы и дает пояснения к выполнению домашнего задания.
Дома школьникам предлагается написать реферат, в котором нужно правильно оформить ответы на основные вопросы.
Задание 2. Разработка модели вечного двигателя.
После прохождения материала по теме «Термодинамика», ребятам предлагают создать свой проект работы вечного двигателя. Выполнение задания предполагается парами, время, отведенное на выполнение, одна неделя. Форма представления задания – на усмотрение учащихся (это может быть макет, чертежи, презентация и т.д.).
Целью творческих заданий является активизация познавательной и творческой деятельности, развитие инициативы и предприимчивости, установление сотрудничества с преподавателем, обучение работе в коллективе.
Заключение
Условия формирования интеллектуальной одаренности складываются из таких факторов как влияние окружающего мира, взаимоотношения в семье и образовательных учреждениях. В школе учитель должен не упустить одаренного ученика и дать ему возможность развивать свои знания, умения, навыки и личностные способности и качества. Развитие творческого потенциала одаренных детей также напрямую связано с разработкой и реализацией специальных творческих программ обучения и учебных материалов.
В работе рассмотрены основные направления работы с одаренными детьми, определены оптимальные условия развития интеллектуальной одаренности в профильных школах Западно-Сибирского региона, основными из которых являются: углубленные программы дисциплин, специфика набора и обучения школьников, технологии обучения и взаимодействия с преподавателями, дидактические средства обучения, занятия проводятся преподавателями, которые имеют высокий научный, творческий потенциал и опыт работы со школьниками .
Исходя из проведенного исследования, можно утверждать, что физико-математическая школа ТГУ есть стартовая площадка для развития и поддержания интеллектуальной одаренности. Вместе с тем, были выявлены ограничения, которые не позволяют школьникам раскрыть и реализовать их творческий потенциал, интеллектуальные умения, личностные способности и качества. Такими ограничениями являются: отсутствие консультаций, творческих заданий, комплекта дидактического материала.
Литература
1. Богоявленская Д.Б., Брушлинский А.В., Бабаева и др. Рабочая концепция одаренности под редакцией В.Д. Щадрикова – М., 1998. – 420 с.
2. Лейтес Н.С. Возрастная одаренность школьников: Учебное пособие для студ. Выс. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 320 с.
3. Лейтес Н.С. Психология одаренности детей и подростков. – М., 1996. – 408 с.
4. Экземплярский В.М. Проблема школ для одаренных. М., 1977. – 420 с.
5. Пиаже Жан. Речь и мышление ребенка: Пер. с франц. И англ. / сост., коммент., ред. Перевода В.А. Лукова. М.: Педагогика-Пресс, 1994. – 527 с.
6. Бабаева Ю.Д. Одаренные дети и компьютеры. 2-ая Российская конференция по экологической психологии. Тезисы. М.: Экопсицентр РОССб, 2000. – С. 246-248.
7. Лейтес Н.С. Воспоминания, мышления, беседы.// Психологический журнал № 1, 1992.
8. Научно-практический журнал «Одаренный ребенок», № 4, типография ООО «Связь-Принт», 2003.
9. Бурменская Г. Одаренные дети. – М., 1991.
10. RusEdu информационные технологии в образовании [Электронный ресурс]. – URL: http://www.rusedu.info/Article731.html
11. Хеллер К.А. Диагностика и развитие одаренных детей и подростков // Основные современные концепции творчества и одаренности / Под ред. Д.Б.Богоявленской. - М.: Молодая гвардия, 1997.
12. Педсовет.org Живое пространство образования [Электронный ресурс].–URL: http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,4862/Itemid,118/
13. Официальный сайт МОУ СОШ № 10 г .Ессентуки [Электронный ресурс].–URL: http://www.26206s014.edusite.ru/p87aa1.html
14. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок». Стратегия работы с одаренными детьми [Электронный ресурс].–URL: http://festival.1september.ru/articles/503006/
15. Ананьев Б.Г. Избранные психологические труды: в 2-х т. Т. II. М., 1980. С. 78.
16. Заочная школа Специализированного учебно – научного центра Новосибирского государственного университета [Электронный ресурс].–URL: http://zfmsh.nsu.ru/zfmsh/index.php
17. Заочная естественнонаучная школа [Электронный ресурс].–URL: http://www.zensh.ru/general/hist.php
18. Физико-математическая школа ТГУ [Электронный ресурс].–URL: http://fmsh.tsu.ru/
19. Программа для старшей профильной школы. Физика VIII – XI классы.
Приложение 1
ПРОГРАММА ДЛЯ СТАРШЕЙ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ
ФИЗИКА
VIII - XI классы
Пояснительная записка
Программа по физике с углублённым изучением предмета включает в себя все вопросы основного курса физики и наиболее важные вопросы программы факультативных курсов физики повышенного уровня VIII – XI классов.
Обучение в школах и классах с углублённым изучением физики имеет две ступени: VIII – IX и X – XI классы.
Главная цель первой ступени – углубление содержания основного курса и усиление его прикладной направленности. На второй ступени предусматривается углубление и некоторое расширение учебного материала, ознакомление с более широким кругом технико-технологических приложений изученных теорий, решение большого числа задач повышенной трудности и выполнение творческих заданий для самостоятельного применения полученных знаний.
Преподавание может проводиться как по учебникам основного курса физики и учебным пособиям для факультативных курсов, так и по специальным учебникам физики для школ и классов с углублённым изучением физики.
Хотя содержание программы класса с углублённым изучением физики в основном совпадает с программой основного курса, дополненного вопросами программы факультативного курса, структура изучения ряда разделов физики существенно отличается:
- в курсе IX класса сохранён самостоятельный раздел «Статика», имеющий большое политехническое значение;
- в курсе Х класса законы термодинамики изучаются на основе статистических представлений, вводится понятие о статистическом смысле второго закона термодинамики;
- в курсе XI класса реализован единый подход при изучении колебательных и волновых процессов; геометрическая оптика изучается как частный случай волновой оптики; понятие о спектре является структурирующей идеей всего курса физики – вплоть до изучения атомных, ядерных спектров и спектров элементарных частиц; в разделе «Квантовая физика» выделены четыре темы: световые кванты, физика атома, физика атомного ядра, элементарные частицы.
Курс физики для классов с углублённым её изучением включает все фундаментальные физические теории:
- при изучении классической механики большое внимание уделяется принципу относительности Галилея и его развитию в работах А. Эйнштейна, материал структурируется на основе решения прямой и обратной задач механики, использования всех трёх законов сохранения в механике: импульса, момента импульса и энергии;
- при изучении молекулярной физики учащиеся получают представления о различии между динамическими и статистическими закономерностями, понятиях вероятности события и вероятности состояния, о флуктуации, распределении как способе задания состояния системы, знакомятся с распределениями Максвелла и Больцмана. Статистический подход является существенным и при изучении тепловых явлений и свойств вещества;
- при изучении электродинамики ядром становятся качественные формулировки уравнения Максвелла-Лоренца, рассматривается относительность электрического и магнитного полей;
- при изучении квантовой теории особое внимание обращается на экспериментальное доказательство существования фотонов: фотоэффект, эффект Комптона, опыт Боте, рассматриваются идеи квантования, корпускулярно-волновой дуализм, сущность соотношения неопределённости.
В углублённом курсе физики более полно осуществляется знакомство с основными направлениями научно-технического прогресса. Весь политехнический материал изучается не отдельными фрагментами, а обособленными разделами: «Тепловые машины», «Физические основы электротехники», «Оптические приборы».
Программой для класса с углублённым изучением физики предусматривается около 50% учебного времени отводить на практические формы занятий, выполнение фронтальных лабораторных работ и физического практикума, решение задач, проведение экскурсий, что значительно превышает долю учебного времени, отведённого на эти формы занятий программой основного курса.
Всё это позволяет от знаний о применённых физических явлений на практике и принципа действия конкретных технических установок перейти к пониманию роли физики в решении технико-экономических и экологических проблем различных областей экономики, не только углублять знания, но и вырабатывать умения их применять, развивать творчество учащихся.
Программа с углублённым изучением физики предусматривает более широкое использование математических знаний учащихся. Эта возможность обеспечена увеличением времени на изучение математики. Достаточная математическая подготовка учащихся облегчает показ индуктивного способа установления основных законов природы на основе эксперимента и дедуктивного пути получения следствий из фундаментальных теоретических положений.
В классах с углублённым изучением физики усилено внимание к рассмотрению явлений природы и охране окружающей среды. При этом неизбежна интеграция знаний не только из различных разделов курса физики, но и из других наук о природе: астрономии, химии, биологии.
Содержание углублённого курса физики, более полное отражение в нём фундаментальных физических теорий позволяют в большей мере приблизиться к формированию современной квантово-полевой физической картины мира, овладению идеями близкодействия и корпускулярно-волнового дуализма.
Важным моментом в формировании научного мировоззрения является взаимосвязь условий и границ применимости физических понятий, законов и теорий. Показ границ применимости физических законов проходит красной нитью через весь курс физики повышенного уровня, начиная от закона сложения скоростей в кинематике и кончая законами нелинейной оптики. В этой связи особое внимание уделяется изучению методологического аспекта фундаментальных физических принципов: соответствия, симметрии, относительности и сохранения.
VIII класс
(118 ч, 4ч в неделю в первом полугодии, 3 ч – во втором полугодии)
1.
Первоначальные сведения о строении веществ (6ч)
(Повторительно-обобщающий курс)
Основные положения молекулярно-кинетической теории.
Определение размеров, масс, скоростей молекул, числа молекул в единице объёма. Различные состояния вещества и их объяснение на основе молекулярно-кинетических представлений. М.В.Ломоносов о строении вещества.
Фронтальная лабораторная работа
1. Определение толщины масляной плёнки.
2.
Тепловые явления (40 ч)
Тепловое движение. Тепловое расширение твёрдых тел и жидкостей.
Учёт и использование теплового расширения в технике. Термометры. Особенности теплового расширения воды; значение их в природе.
Внутренняя энергия. Два способа изменения внутренней энергии: работа и теплопередача. Виды теплопередачи. Теплопередача и теплоизоляция в технике.
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Удельная теплота сгорания топлива. Плавление и отвердевание тел. Температура плавления. Удельная теплота плавления и кристаллизации.
Испарение и конденсация. Кипение. Температура кипения. Удельная теплота парообразования и конденсации.
Объяснение изменений агрегатных состояний вещества на основе молекулярно-кинетических представлений.
Превращения энергии в механических и тепловых процессах. Физика атмосферы. Тепловые явления в атмосфере. Образование тумана и облаков. Осадки. Образование ветра. Метеорологические наблюдения.
Тепловые двигатели История изобретения тепловых машин. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая и газовая турбины. Реактивный двигатель.
Тепловоз, автомобиль.
Тепловые двигатели и охрана природы.
Фронтальные лабораторные работы
1. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры.
2. Определение удельной теплоёмкости твёрдого тела.
3. Сборка установки для наблюдения теплового расширения твёрдого тела.
4. Исследование теплопроводности тел.
5. Изучение особенностей теплового расширения воды.
3.
Электрические явления (32ч)
Электризация тел. Два рода зарядов. Взаимодействие заряженных тел. Электрическое поле.
Дискретность электрического заряда. Электрон.
Строение атомов.
Электрический ток. Гальванические элементы. Аккумуляторы. Электрическая цепь.
Электрический ток в металлах. Сила тока. Амперметр.
Электрическое напряжение. Вольтметр.
Электрическое сопротивление.
Закон Ома для участка электрической цепи. Удельное сопротивление. Реостаты. Виды соединений проводников.
Работа и мощность тока. Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током. Лампа накаливания. Электронагревательные приборы. Расчёт энергии, потребляемой бытовыми электроприборами.
Короткое замыкание. Плавкие предохранители.
Электрический ток в растворах электролитов.
Электролиз, использование его в технике.
Электрический ток в газах. Электрические явления в атмосфере.
Фронтальные лабораторные работы
1. Сборка электрической цепи и измерение силы тока в её различных участках.
2. Измерение напряжения на различных участках электрической цепи.
3. Регулирование силы тока реостатом.
4. Определение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра.
5. Определение мощности, потребляемой электронагревательным прибором.
6. Определение КПД установки с электрическим нагревателем.
7. Сборка гальванического элемента.
8. Сборка аккумулятора, зарядка аккумулятора.
9. Опыты по электролитическому покрытию.
4. Электромагнитные явления (20 ч)
Магнитное поле тока. Электромагниты. Электромагнитное реле.
Постоянные магниты. Магнитное поле Земли.
Действие магнитного поля на проводник с током. Электроизмерительные приборы. Электродвигатель постоянного тока.
Электромагнитная индукция. Генератор тока.
Переменный ток. Трансформатор. Передача энергии на расстояние.
Фронтальные лабораторные работы
1. Сборка электромагнита и испытание его действия.
2. Изучение электрического двигателя постоянного тока.
3. Определение электроэнергии, израсходованной в потребителе при помощи амперметра, вольтметра, часов.
5. Световые явления (16 ч)
Источники света. Прямолинейное распространение света. Объяснение солнечного и лунного затмений. Скорость света.
Отражение света. Законы отражения. Плоское зеркало. Перископ.
Законы преломления света. Линзы. Фокусное расстояние. Построение изображений, даваемых тонкой линзой. Оптическая сила линзы. Формула линзы. Глаз. Очки. Фотоаппарат. Проекционный аппарат. Бинокль.
Миражи. Зрение двумя глазами. Оценка расстояний.
Дальномер. Инерция зрения и её использование в стробоскопе и кино.
Фронтальные лабораторные работы
1. Получение изображения при помощи линзы.
2. Определение фокусного расстояния и оптической силы линзы.
Экскурсии (4 ч)
IX класс
(170 ч, 5 ч в неделю)
1. Введение (8 ч)
Зарождение и развитие научного взгляда на мир. Необходимость познания природы. Наука для всех. Зарождение и развитие современного научного метода исследования.
Основные особенности физического метода исследования. Физика – экспериментальная наука. Приближённый характер физических теорий. Особенности изучения физики. Познаваемость мира.
Фронтальные лабораторные работы
1. Измерение линейных размеров тел.
2. Изготовление модели нониуса.
3. Измерение больших расстояний.
4. Изготовление маятника и определение периода его колебаний.
5. Изготовление механического стробоскопа и наблюдение с его помощью периодических процессов.
Механика
2. Введение в механику (1 ч)
Что такое механика? Классическая механика Ньютона и границы её применимости.
Кинематика
3. Кинематика точки. Основные понятия кинематики (35 ч)
Движение тела и точки. Прямолинейное движение точки. Координаты. Система отсчёта. Различные способы описания движения. Траектория.
Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Координаты и пройденный путь при равномерном и прямолинейном движении. График скорости равномерного прямолинейного движения. График пути. График координаты.
Средняя скорость при неравномерном прямолинейном движении. Мгновенная скорость. Описание движения на плоскости.
Векторы. Сложение и вычитание векторов. Умножение вектора на число. Средний модуль скорости произвольного движения.
Ускорение. Движение с постоянным ускорением.
Графики зависимости модуля и проекции скорости от времени при движении с постоянным ускорением. Зависимость координат и радиус-вектора от времени при движении с постоянным ускорением.
Свободное падение. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
Равномерное движение точки по окружности. Центростремительное ускорение. Тангенциальное, нормальное и полное ускорение. Угловая скорость и угловое ускорение.
Относительность движения. Преобразования Галилея и их следствия.
Фронтальные лабораторные работы
6. Определение ускорения и скорости тела при равноускоренном движении в конце наклонной плоскости.
7. Определение передаточного числа зубчатой передачи.
Динамика
4. Законы механики Ньютона (15 ч)
Основное утверждение механики. Материальная точка. Первый закон Ньютона.
Сила. Связь между ускорением и силой. Второй закон Ньютона. Масса.
Третий закон Ньютона. Единицы массы и силы. Понятие о системе единиц.
Основные задачи механики. Численное решение уравнений движения в механике. Состояние системы тел в механике.
Инерциальные системы отсчёта. Принцип относительности в механике.
Фронтальные лабораторные работы
8. Определение скорости вылета снаряда из магнитной пушки.
9. Изучение движения тела, брошенного горизонтально.
5. Силы в механике (20 ч)
Силы в природе. Сила всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Значение закона всемирного тяготения. Равенство инертной и гравитационной масс.
Сила тяжести. Центр тяжести.
Движение искусственных спутников Земли. Расчёт первой космической скорости.
Деформация и сила упругости. Закон Гука.
Вес тела. Невесомость и перегрузки.
Деформация тел под действием силы тяжести и силы упругости.
Сила трения. Природа и виды силы трения. Роль сил трения. Сила сопротивления при движении тел в жидкостях и газах. Установившееся движение тел в вязкой среде.
Фронтальные лабораторные работы
10. Определение жёсткости пружины.
11. Определение коэффициента трения скольжения.
12. Определение начальной скорости свободно падающего тела.
13. Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести.
14. Расчёт и измерение времени ускоренного движения на заданном расстоянии.
15. Расчёт и измерение расстояния, пройденного телом под действием постоянной силы за известное время.
6. Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции (5 ч)
Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Неинерциальные системы отсчёта, движущиеся прямолинейно с постоянным ускорением. Вращающиеся системы отсчёта. Центробежная сила инерции.
7. Закон сохранения импульса (10 ч)
Значение законов сохранения. Импульс материальной точки. Другая формулировка второго закона Ньютона. Изменение импульса системы тел. Закон сохранения импульса.
Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Реактивная сила. Реактивные двигатели. Успехи в освоении космического пространства.
8. Закон сохранения энергии (15 ч)
Двигатели. Работа силы. Мощность. Энергия.
Кинетическая энергия и её изменение. Потенциальная энергия. Замечания о физическом смысле потенциальной энергии.
Закон сохранения энергии в механике. Изменение энергии системы под действием внешних сил. Столкновение упругих шаров.
Уменьшение механической энергии системы под действием сил трения.
Фронтальные лабораторные работы
16. Изучение закона сохранения механической энергии.
17. Измерение КПД простых механизмов и машин.
18. Сравнение работы силы и изменения кинетической энергии тела.
Движение твёрдых и деформируемых тел
9. Движение твёрдого тела (10 ч)
Абсолютно твёрдое тело и виды его движения.
Центр масс твёрдого тела. Импульс твёрдого тела. Теорема о движении центра масс.
Другая форма уравнения движения материальной точки по окружности.
Основное уравнение динамики вращательного движения твёрдого тела. Плоское движение твёрдого тела. Закон сохранения момента импульса.
Фронтальная лабораторная работа
19. Расчёт и измерение скорости шара и цилиндра, скатывающихся с наклонной плоскости.
10. Статика (12 ч)
Равновесие твёрдых тел. Условия равновесия твёрдого тела. Центр тяжести.
Виды равновесия. Устойчивость равновесия тел.
Фронтальные лабораторные работы
20. Изучение условий равновесия тел под действием нескольких сил.
21. Определение центра тяжести плоских фигур.
11. Механика деформируемых тел (20 ч)
Чем отличаются твёрдые тела от жидких и газообразных.
Виды деформаций твёрдых тел. Механические свойства твёрдых тел. Диаграмма растяжения. Пластичность и хрупкость.
Давление в жидкостях и газах. Сообщающиеся сосуды. Закон Паскаля. Гидростатический парадокс. Закон Архимеда.
Гидродинамика. Ламинарное и турбулентное течение.
Кинематическое описание движения жидкости. Давление в движущихся жидкостях и газах. Уравнение Бернулли. Применение уравнения Бернулли.
Течение вязкой жидкости.
Подъёмная сила крыла самолёта.
12. Механические колебания и волны (17 ч)
Колебательное движение. Свободные колебания. Амплитуда, период, частота, фаза. Математический маятник. Формула периода колебаний математического маятника. Колебания груза на пружине.
Превращение энергии при колебательном движении.
Вынужденные колебания. Резонанс.
Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью её распространения и периодом (частотой). Интерференция волн. Принцип Гюйгенса. Отражение и преломление волн.
Звуковые волны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Акустический резонанс. Ультразвук и его применение.
Фронтальная лабораторная работа
22. Определение ускорения свободного падения при помощи маятника.
Экскурсии (2 ч)
Х класс
(204 ч, 6 ч в неделю)
Молекулярная физика
1. Развитие представлений о природе теплоты (3 ч)
Физика и механика. Тепловые явления. Краткий очерк развития представлений о природе тепловых явлений. Термодинамика и молекулярно-кинетическая теория.
2. Основы молекулярно-кинетической теории (12 ч)
Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение. Силы взаимодействия молекул. Потенциальная энергия взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел.
3. Температура. Газовые законы (18 ч)
Состояние макроскопических тел в термодинамике. Температура. Тепловое равновесие.
Уравнение состояния. Равновесные (обратимые) и неравновесные (необратимые) процессы.
Газовые законы. Закон Бойля-Мариотта. Закон Гей-Люссака. Идеальный газ. Абсолютная температура. Закон Авогадро и Дальтона.
Уравнение состояния идеального газа. Закон Шарля. Газовый термометр. Применение газов в технике.
Фронтальные лабораторные работы
1. Измерение атмосферного давления.
2. Определение термического коэффициента давления воздуха.
4. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа (12 ч)
Система с большим числом частиц и законы механики. Статистическая механика. Идеальный газ и молекулярно-кинетическая теория. Среднее значение скорости теплового движения молекул. Температура – мера средней кинетической энергии молекул.
Распределение Максвелла. Измерение скоростей молекул газа. Внутренняя энергия идеального газа.
5. Законы термодинамики (12 ч)
Работа в термодинамике. Количество теплоты. Эквивалентность количества теплоты и работы. Закон сохранения энергии. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.
Теплоёмкости газа при постоянном объёме и постоянном давлении. Адиабатный процесс. Необратимость процессов в природе. Второй закон термодинамики. Статистическое истолкование необратимости процессов в природе.
Тепловые двигатели. Максимальный КПД тепловых двигателей.
Фронтальная лабораторная работа
3. Сравнение молярных теплоёмкостей металлов.
4. Измерение удельной теплоёмкости свинца путём измерения работы, совершаемой при его нагревании.
6. Взаимные превращения жидкостей и газов (12 ч)
Испарение жидкостей. Равновесие между жидкостью и паром. Изотермы реального газа. Критическая температура. Критическое состояние.
Кипение. Теплота парообразования. Сжижение газов. Влажность воздуха.
Фронтальная лабораторная работа
5. Наблюдение процесса конденсации паров в камере Вильсона.
7. Поверхностное натяжение в жидкостях (10 ч)
Поверхностное натяжение. Молекулярная картина поверхностного слоя. Поверхностная энергия. Сила поверхностного натяжения. Смачивание и несмачивание. Давление под искривлённой поверхностью жидкости. Капиллярные явления.
Фронтальная лабораторная работа
6. Определение поверхностного натяжения жидкости.
8. Твёрдые тела и их превращения в жидкости (15 ч)
Кристаллические тела. Кристаллическая решётка. Аморфные тела. Жидкие кристаллы. Дефекты в кристаллах. Объяснение механических свойств твёрдых тел на основе молекулярно-кинетической теории.
Плавление и отвердевание. Теплота плавления. Изменение объёма тела при плавлении и отвердевании. Тройная точка.
Фронтальные лабораторные работы
7. Определение модуля упругости резины.
8. Наблюдение роста кристаллов из раствора.
9. Тепловое расширение твёрдых и жидких тел (6 ч)
Тепловое расширение тел. Тепловое линейное расширение. Тепловое объёмное расширение. Учёт и использование теплового расширения тел в технике.
Основы электродинамики (148 ч)
Введение (1 ч)
Роль электромагнитных сил в природе и технике. Электрический заряд и элементарные частицы.
1. Электрическое поле.
Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Теорема Гаусса. Работа сил электрического поля. Потенциал электрического поля. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электрическая емкость. Энергия электрического поля. Применение диэлектриков.
2. Постоянный электрический ток.
Условия существования постоянного тока. Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников в электрической цепи. Правила Кирхгофа. Работа и мощность тока.
3. Магнитное поле.
Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле тока. Сила Лоренца. Магнитное поле в веществе. Электроизмерительные приборы. Электрический двигатель постоянного тока.
4. Электромагнитная индукция.
Закон электромагнитнойиндукции. Правило Ленца. Самоиндукция. Энергия электромагнитного поля. Электрический генератор постоянного тока. Магнитная запись информации.
5. Электрический ток в различных средах.
Электрический ток в металлах. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Электрический ток в газах. Электрический ток в вакууме. Электрон. Электрический ток в полупроводниках. Односторонняя проводимость контактного слоя. Транзистор.
6. Оценка погрешностей измерений.
Абсолютная и относительная погрешности измерения. Погрешности прямых измерений. Погрешности косвенных измерений. Случайные погрешности.
Лабораторные работы
XI класс
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
1.
Электромагнитные колебания и физические основы электротехники.
Колебательный контур. Гармонические колебания. Автоколебательный генератор незатухающих электромагнитных колебаний. Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток.
Резистор в цепи переменного тока. Катушка в цепи переменного тока. Конденсатор в цепи переменного тока. Закон Ома для электрической цепи переменного тока. Мощность. Резонанс в электрических цепях.
Аналогия электромагнитных и механических колебаний. Понятие о гармоническом анализе периодических процессов. Трехфазный ток. Асинхронный двигатель. Трансформатор. Производство и использование электрической энергии. Передача электрической энергии.
2.
Электромагнитные волны и физические основы радиотехники.
Открытие электромагнитных волн. Отражение волн. Преломление волн. Интерференция волн. Дифракция волн. Поляризация волн. Генерация электромагнитных волн. Изобретение радио. Радиопередача. Модуляция. Радиоприем. Демодуляция. Телевидение. Развитие средств связи.
ОПТИКА
1.
Световые волны.
Электромагнитная природа света. Скорость света. Электромагнитные волны разных диапазонов. Уравнение волны. Стоячие волны. Интерференция света. Применение интерференции. Дифракция света. Дифракционная решетка. Голография. Дисперсия и поглощение света. Поляризация света.
2.
Оптические приборы.
Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Принцип Ферма. Полное отражение. Зеркала. Линзы. Глаз как оптическая система. Элементы фотометрии. Приборы, увеличивающие угол зрения. Фотоаппарат. Проектор. Спектроскоп.
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
1.
Элементы теории относительности.
Абсолютность скорости света. Постулаты специальной теории относительности. Релятивистский закон преобразования скоростей. Пространство—время в специальной теории относительности. Эффект Доплера. Импульс, энергия и масса в релятивистской динамике. Энергия системы частиц. Основное уравнение релятивистской динамики частицы.
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
1.
Световые кванты.
Возникновение учения о квантах. Фотоэлектрический эффект. Фотоэлементы. Применение фотоэффекта. Люминесценция. Химическое действие света. Световое давление. Импульс фотона. Эффект Комптона. Флуктуации фотонов. Единство корпускулярных и волновых свойств света.
ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА
1.
Физика атома.
Доказательства сложной структуры атомов. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Спектр атома водорода. Объяснение происхождения линейчатых спектров. Опыт Франка и Герца. Волновые свойства частиц вещества. Элементы квантовой механики. Атом водорода. Спин электрона. Многоэлектронные атомы. Атомные и молекулярные спектры. Лазер.
2.
Физика атомного ядра.
Атомное ядро. Состав атомных ядер. Энергия связи ядра. Ядерные спектры. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Свойства ионизирующих излучений. Методы регистрации ионизирующих излучений. Ядерные реакции. Цепные ядерные реакции. Ядерный реактор. Ядерная энергетика.
3.
Элементарные частицы.
Что такое элементарная частица? Фундаментальные взаимодействия. Лептоны. Адроны, кварки, глюоны.
4.
Лабораторные работы.