Місце та роль рівневих систем фізичних задач в процесі диференційованого навчання фізики

Работа из раздела: «Педагогика»

/

/

ЗМІСТ

• ВСТУП
• РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ
• 1.1 Психолого-педагогічний аналіз категорії «фізична задача»
• 1.2 Класифікація фізичних задач
• 1.3 Методи розв'язування фізичних задач
• 1.4 Види та форми здійснення диференціального навчання в процесі навчання фізики у загальноосвітній школі
• РОЗДІЛ 2. ТЕОРІЯ ТА МЕТОДИКА РЕАЛІЗАЦІЇ ЗАДАЧНОГО ПІДХОДУ В УМОВАХ ДИФЕРЕНЦІЙОВНОГО НАВЧАННЯ ФІЗИКИ
• 2.1 «Задачний підхід» до навчання фізики
• 2.2 Принципи побудови системи фізичних задач як засобу диференційовного навчання учнів
• 2.3 Методика використання рівневих систем фізичних задач як засобу диференційовного навчання учнів
• 2.4 Оцінювання знань учнів в умовах задачного підходу в умовах диференційовного навчання
• ВИСНОВКИ
• СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Сучасний етап реформування шкільної освіти характеризується переходом на позиції максимального врахування освітніх потреб кожного школяра. Досягненню цього сприяє впровадження у практику школи диференційованого навчання.

Проблема диференційованого навчання глибоко вивчалася психологами, дидактами та методистами. Вченими з'ясовувалися причини індивідуальних відмінностей дітей (Б.П.Ананьєв, Д.Н.Богоявленський, А.В.Брушлінський, Л.В.Занков, Є.Н.Кабанова-Меллер, Г.С.Костюк, Н.С.Лейтес, О.М.Леонтьєв, В.Д.Небиліцин, А.В.Петровський, С.Л.Рубінштейн, Б.М.Теллов, В.Е.Чудновський, І.Е.Унт, В.Д.Шадріков та інші). На цій основі виокремлювалися різні типологічні групи учнів, яким пропонувався навчальний матеріал або практичні завдання різного рівня складності (Ю.К.Бабанський, В.П.Беспалько,А.А.Бударний, І.Д.Бутузов, Г.Л.Гінзбург, Г.А.Данілочкіна, З.І.Калмикова, Н.А.Менчинська, Л.М.Мітіна, Л.Д.Мунчинова, В.Ф.Паламарчук, А.В.Пономарьова, .Ф.Тализіна, Ї.М.Чередов та багато інших). Розроблялись теоретичні основи диференційованого навчання (О.І.Бугайов, С.У.Гончаренко, В.М.Монахов, В.А.Орлов, В.В.Фірсов, М.М.Шахмаєв, Н.І.Юдашина, І. С .Якіманська).

У методиці викладання фізики значну увагу цій проблемі було приділено В.В.Володарським, С.У.Гончаренком, В.Т.Гороновською, В.Р.Ільченко, Г.О.Захаровим, Є.В.Коршаком, О.І.Ляшенком, В.М.Остапчуком, А.Ф.Пантелєєвим, Г.Н.Плотніковим, А.В.Поно-марьовою, А.В.Самсоновою, О.В.Сергєєвим, Л.С.Сусською, І.І.Шерстюковим та іншими.

Згідно сучасної концепції фізичної освіти, практична реалізація диференційованого навчання передбачає перебудову існуючих методичних систем, зокрема, реорганізацію навчального процесу на засадах рівневої і профільної диференціації та віднайдення нових засобів здійснення такого навчання.

Одним з ефективних засобів навчання фізики, що має широкі пізнавальні та навчаючі можливості, є фізична задача. Вченими досліджувався процес розв'язання задачі як один з видів розумової діяльності людини (Г.О.Балл, Д.Н.Богоявленський, А.В.Брушлінський, П.Я.Гальперін, В.В.Давидов, З.І.Калмикова, Г.С.Костюк, О.М.Матюшкін, Є.І.Машбіц, В.А.Моляко, Л.Л.Момот, Н.Ф.Тализіна); розроблялись методики формування в учнів узагальнених вмінь розв'язувати фізичні задачі (С.Є.Вознкж, Л.А.Закота, С.Е.Каменецький та В.П.Орехов, Л.Н.Ланда, А. І.Павленко, О.В.Сергєєв, М.М.Таченко, А.В.Токарев, А.В.Усова, Л.М.Фрідман та інші).

Одним з видів системного дослідження особливостей навчально-пізнавальної діяльності учнів ( зокрема, в процесі розв'язування ними фізичних задач різного змісту та рівня складності) і побудови на цій основі процесу навчання фізики може виступати задачний підхід. У ряді предметних методик навчання, зокрема, у методиці навчання фізики, намітилась тенденція до побудови систем задач (З.М.Беджанова, Л.М.Бірюков, В. Е. Володарський, А.І.Герваш, К.В.Даутова, Г.В.Касянова, Г.П.Конєєв, Г.А. Монахова, О.В.Москвин, М.В.Остапчук, А.І.Павленко, А.В. Токарев та інші), використання яких дозволяє вчителю активізувати розумову діяльність учнів, що мають різні рівні підготовки, та підвищити ефективність навчання.

Високо оцінюючи значення проведених досліджень для практичної реалізації принципу диференційованого навчання фізики, відзначимо, що методичний аспект даної проблеми висвітлений однобічно. Переважна більшість авторів методичних розробок використовувала у своїй роботі елементи внутрішньої (або рівневої) диференціації навчання, яка здійснювалась в межах єдиної навчальної програми з фізики. Пізнавальні нахили учнів та їх інтерес до різних галузей знання залишалися здебільшого поза увагою цих учених.

У зв'язку з цим мета нашого дослідження полягає в обґрунтуванні сутності системного задачного підходу як методичної основи побудови навчальної діяльності в умовах диференційованого навчання фізики та розробці відповідної методики застосування рівневих систем фізичних задач як засобу здійснення такого навчання фізики в старших класах середньої школи.

Об'єктом дослідження обрано задачний підхід до навчання та шляхи його реалізації в умовах диференційованого вивчення фізики.

Предметом дослідження визначено фізичну задачу та особливості методики її розв'язування в процесі диференційованого навчання фізики в профільних класах (хіміко-біологічної, медичної, хіміко-технологічної орієнтації)

Дослідження виконано на матеріалі молекулярної фізики і термодинаміки, оскільки в процесі його опанування в учнів класів зазначених профілів з'являється можливість найбільш широкої інтеграції навчального матеріалу з усіх природничих дисциплін та практичного використання набутих знань і навичок з фізики в курсах хімії, біології, медицини тощо.

В основу дослідження покладено наукову гіпотезу: якщо в основу організації процесу навчання фізики покласти системний задачний підхід, то це сприятиме підвищенню якості засвоєння та глибини розуміння учнями навчального матеріалу з фізики, оскільки спеціально розроблена рівнева система фізичних задач дозволяє задовольнити пізнавальні інтереси школярів в умовах диференційованого навчання фізики.

Завдання дослідження:

1.Дослідити стан проблеми диференційованого навчання фізики в педагогічній теорії та практиці шкільного навчання.

2.Конкретизувати зміст поняття 'задачний підхід щодо навчання фізики'; обгрунтувати сутність (системний, діяльнісний та методичний аспекти) та етапи практичної реалізації задачного підходу в умовах диференційованого навчання фізики.

3.Розробити систему вихідних принципів щодо побудови рівневих систем фізичних задач певного профільного спрямування; визначити структуру і зміст цих систем задач, їх місце та роль у процесі диференційованого навчання фізики.

4.Визначити навчальні вміння, на формування яких має бути спрямований зміст задач стосовно вивчення молекулярної фізики і термодинаміки в старших класах.

5.Розробити методику використання рівневої системи фізичних задач як засобу здійснення диференційованого навчання фізики в 10-х класах.

Для розв'язання поставлених завдань використовувалися такі методи дослідження:

теоретичні - аналіз філософської, психолого-педагогічної, методичної літератури з проблеми дослідження, контент-аналіз поняття 'система задач' та принципів її побудови, моделювання педагогічних процесів;

експериментальні - спостереження навчального пронесу; вивчення та узагальнення передового досвіду вчителів та методистів; проведення досліджень по визначенню стану диференційованого навчання в класах прикладного курсу фізики, рівня сформованості навчальних навичок учнів; педагогічний експеримент.

В основу дослідження покладено: системний підхід як загальнонаукова методологія дослідження; задачний підхід до навчання фізики як методична основа побудови навчального процесу в умовах диференційованого навчання фізики; концепція реалізації задачного підходу до навчання фізики за допомогою рівневих систем фізичних задач як засобу здійснення диференційованого навчання фізики.

Практичне значення роботи визначають: з'ясована структура та основні напрямки у тематиці запропонованих систем фізичних задач з молекулярної фізики і термодинаміки для прикладного курсу вивчення фізики; побудовані конкретні рівневі системи фізичних задач.

РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ

1.1 Психолого-педагогічний аналіз категорії «фізична задача»

диференціальний навчання загальноосвітній фізика

Під фізичною задачею на практиці розуміють деяку фізичну проблему, яка в загальному випадку розв'язується за допомогою логічних умовиводів, математичних дій та експерименту на основі законів та методів фізики.

Розв'язання задач - невід'ємна частина процесу навчання фізики, оскільки вона дозволяє формувати фізичні поняття, розвивати фізичне мислення учнів та їх навички застосування знань на практиці. Фізичні задачі використовуються для:

· висування проблеми та створення проблемної ситуації;

· повідомлення нових знань;

· формування практичних умінь та навичок;

· перевірки ґрунтовності знань;

· закріплення, систематизація та повторення матеріалу;

· розвиток творчих здібностей учнів;

Поряд з цим, при розв'язку фізичних задачу учнів виховуються такі моральні якості, як працелюбство, допитливість, кмітливість, самостійність в думках, інтерес до навчання, воля і характер, завзятість до досягнення поставленої мети.

Уміння використовувати знання на практиці - показник їх усвідомленості й міцності. Однак навіть при доброму засвоєнні учнями матеріалу вони іноді не можуть застосувати свої знання на практиці; їх цьому треба спеціально навчати, причому при розв'язуванні фізичних задач зробити це можна якомога ефективніше. Основна мета, яка ставиться, - розвивати фізичне мислення учнів, а саме здібність аналізувати фізичні явища, узагальнювати знання про них знаходити риси схожості та відмінності. Практика показує, що фізичний зміст різноманітних визначень, правил, законів стає дійсно зрозумілим для учнів лише після не однократного застосування їх до конкретних прикладів-задач. Перед учнями тоді розкриваються неусвідомлені сторони даного матеріалу. Наприклад, частина школярів нерідко ототожнює математичну (абстрактну) залежність з фізичною. Так, аналізуючи формулу

дев'ятикласники часто стверджують, що «з підвищенням напруги на даній ділянці кола пропорційно збільшується і його опір». Розв'язання задач, особливо експериментальних, дозволяє успішно подолати подібні недоліки в знаннях учнів, успішно розвивати ідею функціональної залежності фізичних величин. При цьому в учнів складається уявлення про фізичний експеримент як про метод дослідження явищ природи, основу якого складають вимірювання та математичний аналіз залежності між вимірюваними величинами. Так, уже в VIІІ класі можна дати учням (фронтально) розв'язати таку експериментальну задачу: «Проградуюйте пружину і виразіть формулою залежність її видовження від прикладеної сили».

Велика роль завдань у реалізації принципу політехнізму в процесі навчання, так як багато які з них показують зв'язок фізики з життям, технікою, виробництвом.

Розв'язання задач слугує простим, зручним і ефективним способом перевірки і систематизації знань, умінь і навичок школярів, дозволяє в найбільш раціональної формі проводити повторення раніше вивченого матеріалу, розширення і поглиблення знань, здійснювати дієвий зв'язок викладання фізики з навчанням математики, хімії та іншим навчальним предметів. Так, після вивчення молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу для повторення і поглиблення знань учнів можуть бути використані такі завдання: «Як і чому інтенсивність броунівського руху залежить від температури і маси частинок?».

Розв'язання фізичних задач (особливо на закони збереження) сприяє формуванню діалектико-матеріалістичного світогляду школярів, знайомить їх з відкриттями вітчизняних вчених, досягненнями науки і техніки

В силу зазначених переваг методу розв'язання задач застосування його в курсі фізики в школі визнано обов'язковим і передбачено як програмою, так і екзаменаційними вимогами до учнів. Розв'язання задач відноситься до практичних методів навчання і як складова частина навчання фізики виконує ті ж функції, що і навчання фізиці: освітню, виховну, розвиваючу, але, опираючись на активну розумову діяльність учня.

Освітня функція завдання полягає в повідомленні учням певних знань, виробленню в учнів практичних умінь і навичок, ознайомлення їх зі специфічними фізичними і загальнонауковими методами та принципами наукового пізнання.

Відомі вітчизняні психологи П.І. Зінченко і А.А. Смирнов встановили таку закономірність (закономірність Смирнова-Зінченко): 'Учень може запам'ятати матеріал мимоволі, якщо виконує над ним активну розумову діяльність, і вона спрямована на розуміння цього матеріалу'.

Розв'язання задач, безумовно, вимагає активної розумової діяльності. Тому на матеріалі задач учитель може повідомити учням нові знання, і навіть матеріал, що вивчається теоретично, можна пояснити 'на завданні'.

Згідно з однією з аксіом методики, знання вважаються засвоєними тільки тоді, коли учень може застосувати їх на практиці. Розв'язання задач - практична діяльність. Отже, завдання грає і роль критерію засвоєння знань. За вмінням розв'язати завдання ми можемо судити: чи розуміє учень даний закон, чи вміє він побачити у явищі, що аналізується, прояв будь-якого фізичного закону. А навчити цьому можна - знову ж таки - через розв'язування задач. Практика показує, що фізичний зміст різних визначень, правил, законів стає дійсно зрозумілим учням лише після неодноразового застосування їх до конкретних часткових прикладів-задач.

Розв'язання задач виконує ще одну важливу освітню функцію - формування та збагачення поняття фізичної величини - одного з основних понять фізики.

Фізичні задачі відіграють також велику роль в реалізації принципу політехнізму в процесі навчання. Багато хто з них показують зв'язок фізики з життям, технікою, виробництвом.

Виховна функція задач полягає у формуванні наукового світогляду учнів. Вони дозволяють проілюструвати різноманіття явищ і об'єктів природи і здатність людини пізнавати їх.

Розв'язання задач виховує і загальнолюдські якості. Д. Пойа вважає: 'Навчання мистецтву розв'язувати завдання є виховання волі. Розв'язуючи не надто легку для себе задачу, учень вчиться бути наполегливим, коли немає успіху, вчиться цінувати скромні досягнення, терпляче шукати ідею розв'язання і зосереджуватися на неї всім своїм 'я', коли ця ідея виникає. Якщо учневі не випала можливість ще на шкільній лаві випробувати емоції, що виникають в боротьбі пошуку розв'язку, в його освіті виявляється фатальною прогалиною.'. При розв'язанні задач у школярів виховується працелюбність, допитливість розуму, кмітливість, самостійність у судженнях, інтерес до навчання, воля і характер, завзятість у досягненні поставленої мети.

Розвиваюча функція задачі виявляється в тому, що, розв'язуючи її, учень включає всі розумові процеси: увагу, сприйняття, пам'ять, уяву, мислення. При розв'язанні задач розвивається логічне і творче мислення. Однак необхідно пам'ятати, що, якщо при вивченні нової теми:

- учню пропонують задачі тільки одного типу;

- розв'язання кожної з них зводиться до однієї і тієї ж операції (набору операцій);

- цю операцію учню не доводиться вибирати серед інших, які можливі в подібних ситуаціях;

- дані задачі не є для учня незвичними;

- він упевнений в безпомилковості своїх дій,

то учень при вирішенні другої або третьої задачі перестає обґрунтовувати її розв'язання, починає розв'язувати завдання механічно, тільки за аналогією з попередніми завданнями, прагне обійтися без міркувань. Це призводить до послаблення розвиваючого компоненту розв'язання завдань. Тому необхідно вчити школярів розв'язувати завдання різними методами, як стандартними, так і такими, які не часто використовуються в шкільній практиці. Корисно одну і ту ж задачу розв'язувати різними способами, це привчає школярів бачити в будь-якому фізичному явищі різні його сторони, розвиває творче мислення.

Різноманітність і важливість функцій, які досягаються розв'язанням задач, приводить до того, що фізична задача займає у навчальному процесі важливе місце.

1.2 Класифікація фізичних задач

Як відомо в першу чергу задачі діляться на кількісні та якісні. Якісними називаються задачі, у розв'язку яких визначаються якісні залежності між фізичними величинами. Для їх розв'язку не потрібні ніякі обчислення. Розв'язання таких задач полягає у використанні фізичних закономірностей до аналізу явищ, про які говориться у задачі. Кількісні задачі ж це задачі, в яких відповідь не можна отримати без обрахунків. Нижче наведена класифікація кількісних задач за різними критеріями:

· За змістом:

ь конкретні,

ь абстрактні,

ь з міжпредметним змістом,

ь технічні,

ь історичні,

ь з певних розділів курсу фізики.

· За дидактичною метою:

ь тренувальні,

ь творчі,

ь дослідницькі;

ь контрольні.

· За способом подання умови:

ь текстові,

ь графічні,

ь експериментальні,

ь задачі-малюнки ( або фотографії),

· За ступенем складності:

ь прості,

ь середньої складності,

ь складні,

ь підвищеної складності,

· За вимогою:

ь на знаходження невідомого,

ь на доведення,

ь на конструювання,

· За способом розв'язування:

ь експериментальні,

ь обчислювальні;

ь графічні.

Розглянуту класифікацію задач не можна вважати досить повною, оскільки одна й та ж задача може бути віднесена до різних груп, проте вона досить зручна в застосуванні. Розкриємо деякі види задач.

Текстові задачі - це такі задачі, умова яких виражається словесно у вигляді тексту, і містить всі необхідні дані, окрім фізичних констант. У текстовій задачі можуть міститися відомості, які не очевидні для розв'язку задачі.

Умова задачі у вигляді тексту є незручною для образного уявлення задачі, тому процес сприймання задачі супроводжується перекодуванням за допомогою кодів більш високого порядку, тобто короткий запис умови задачі, використання малюнків, схем електричних кіл і т. п.

Комбіновані задачі - це задачі, що передбачають використання багатьох закономірностей з різних тем і розділів фізики.

Наприклад: Дві однаково заряджені кульки підвішені на нитках однакової довжини, їх опускають у гас. Якою повинна бути густина матеріалу кульок, щоб кут розходження був однаковий в повітрі і в гасі?

Дана комбінована задача потребує в учнів знання з електростатики, механіки, гідростатики.

Комбіновані задачі використовуються для поглибленого вивчення фізики, поглиблення уявлень про взаємозв'язки явищ, а також для тематичної перевірки знань.

Графічні задачі - це такі задачі, у яких об'єктом дослідження є графік, заданий в умові, або графік потрібно побудувати. За функцією графіка в задачі виділяють декілька типів графічних задач:

1. задачі, в умові яких графічно задається залежність між двома фізичними величинами, або потрібно графічно виразити залежність між ними;

2. задачі, які графічний спосіб залежності між величинами переводять у табличний або аналітичний, і навпаки.

Принципова відмінність графічної задачі від текстової являється у формі подання навчальної інформації.

Експериментальні задачі - це задачі, дані для розв'язку яких треба взяти з експериментального досліду. Вони бувають якісні та кількісні. Експериментальні задачі є також невід'ємним компонентом навчання фізики в школі.

1.3 Методи розв'язування фізичних задач

У залежності від того, які логічні операції застосовуються при розв'язанні задач, розрізняють методи розв'язування - аналітичний, синтетичний, та аналітико-синтетичний.

Аналітичний метод полягає у розчленуванні задачі на кілька простіших задач. Розв'язування починають з шуканої величини. У результаті аналізу відшукують закономірність, що пов'язує шукану величину з заданими. Якщо в закономірність входять крім шуканої величини інші невідомі, то шукають інші закономірності, що пов'язують їх з відомими в умові задачі. Розрахункова формула одержується як синтез окремих закономірностей.

При синтетичному методі послідовно виявляють зв'язки величин, які дані в умові, з іншими до тих пір, поки в рівняння не ввійде тільки одна шукана невідома величина. Отже, на відміну від аналітичного методу, де починають з шуканої величини, в синтетичному методі починають з величин, заданих в умові задачі.

У чистому вигляді аналітичний і синтетичний, як окремі, методи майже не застосовуються. При розв'язуванні задач використовують, як правило, і аналіз і синтез, тобто застосовують аналітико-синтетичний метод.

Аналітично-синтетичний метод - основний метод розв'язання задач з фізики в середній школі. Вдале застосування його в навчальному процесі дозволяє вести учнів по правильному шляху відшукання розв'язку задачі і сприяє розвитку їх логічного мислення.

При цьому методі розв'язання шляхом аналізу, починаючи з питання завдання, з'ясовують, що треба знати для її розв'язання, і, поступово розчленовуючи складну задачу на ряд простих, доходять до відомих величин, даних в умові.

Потім за допомогою синтезу міркування проводять в зворотному порядку: використовуючи відомі величини і підбираючи необхідні співвідношення, виробляють ряд дій, в результаті яких знаходять невідоме.

Пояснимо це на прикладі наступної задачі:

«Знайдіть тиск на грунт гусеничного трактора масою 10 т, якщо довжина опорної частини гусениці 2 м, а ширина 50 см».

Аналіз. Щоб визначити тиск трактора на грунт, необхідно знати діючу на нього силу тяжіння і площу опори. Сила тяжіння в задачі не дана, площа опори не вказана. Для визначення загальної площі опори, тобто площі опорної частини двох гусениць, треба дізнатися площу опори однієї гусениці і помножити її на 2. Площа опорної частини однієї гусениці можна визначити, тому що відомі її ширина і довжина. Силу тяжіння, що діє на трактор, можна знайти за відомою його масою.

Синтез. Міркування ведуть в зворотному порядку, в його ході складають план розв'язання і виконують необхідні обчислення. Послідовність міркування приблизно наступна.

Знаючи ширину і довжину опорної частини гусениці, можна визначити опорну площу однієї гусениці. Для цього треба помножити довжину на ширину. Знаючи опорну площу однієї гусениці, можна визначити загальну площу опори трактора. Для цього треба знайдену площу, тобто площу опорної частини однієї гусениці, помножити на 2. Знаючи масу трактора, знаходять силу тяжіння, що діє на нього. За силою тяжіння і площі опори можна визначити тиск трактора на грунт. Для цього силу тяжіння треба розділити на площу опори.

Крім загальних методів (аналітичного, синтетичного та аналітико-синтетичного) виділяють більш конкретні методи для окремих видів задач. Розглянемо деякі з них.

Завдання-питання розв'язують усно. Щоб виховати в учнів навички свідомого підходу до розв'язання якісних завдань, потрібна певна система роботи з ними вчителя і продумана методика навчання. Чимале значення має правильний підбір завдань. Найбільш доступні на перших порах завдання, в яких пропонується дати пояснення явищам природи або фактам, відомим учням з особистого досвіду. У них учні побачать зв'язок з життям.

З метою розширення політехнічного кругозору учнів потрібно вже з 7 класу вводити в умови задач нові для учнів відомості, включаючи технічні. Важливо враховувати при підборі завдань характер виробничого оточення школи та місцеві умови.

Розв'язання якісних задач включає три етапи: читання умови, аналіз завдання і власне розв'язання.

При аналізі змісту завдання використовують насамперед загальні закономірності, відомі учням з даної теми. Після цього з'ясовують, як конкретно має бути пояснено те явище, яке описано в задачі. Відповідь до задачі отримують як завершення проведеного аналізу. В якісних задачах умова тісно зливається з отриманням необхідної обґрунтованої відповіді.

При розв'язуванні ж кількісних задач використовується наступна логічна схема: читання умови задачі, складання короткого запису умови, виконання малюнка, схеми або креслення, аналізу фізичного змісту задачі і виявлення шляхів (способів) її розв'язання, складання плану розв'язання і його виконання в загальному вигляді, прикидки і обчислення, аналізу результату та перевірки розв'язання.

Наведена схема розв'язання складних завдань забезпечує поступове всебічне осмислення учнями його змісту та ходу розв'язання.

Наведена схема приблизна. Не всі етапи обов'язкові при розв'язанні кожного завдання. Наприклад, при розв'язанні обчислювальних задач не завжди виконують розв'язок в загальному вигляді; при розв'язанні задач-питань відпадає необхідність в обчисленнях.

Зупинимося коротко на характеристиці окремих етапів методики розв'язання складної задачі.

Читання і короткий запис умови задачі. Текст завдання слід вчителю читати неквапливо, чітко. Потім коротко записати умову і зробити креслення або схему. Умова потрібно ще раз повторити.

Аналіз умови. При розборі завдання перш за все звертають увагу на фізичну сутність її, на з'ясування фізичних процесів і законів, що розглядаються в даній задачі, залежностей між фізичними величинами.

Потрібно терпляче, крок за кроком привчати учнів, починаючи з 7 класу, проводити аналіз завдання для відшукання правильного шляху розв'язання, так як це сприяє розвитку логічного мислення учнів і виховує свідомий підхід до розв'язку завдань. Розбір завдання на уроці часто проводять колективно у вигляді бесіди вчителя з учнями, в ході якої вчитель у результаті обговорення логічно пов'язаних між собою питань поступово підводить учнів до найбільш раціонального способу розв'язання завдань. Іноді корисно розібрати кілька варіантів розв'язку однієї і тієї ж задачі, зіставити їх і вибрати найбільш раціональний. Потрібно систематично привчати учнів самостійно аналізувати завдання, вимагаючи від них цілком свідомого і обґрунтованого міркування.

Власне розв'язання завдання. Після розбору умови завдання переходять до її розв'язання. Його слід супроводжувати короткими поясненнями. Обчислення слід провадити раціональними прийомами, а записи найменувань - відповідно до прийнятих позначень.

Відповідь завдання рекомендується виділити, наприклад підкреслити його.

Все це буде привчати школярів до чіткості й акуратності в роботі.

Перевірка і оцінка відповіді. Отриману відповідь задачі необхідно перевірити. Перш за все потрібно звернути увагу учнів на реальність відповіді. В деяких випадках при розв'язанні завдання учні отримують результати, явно не відповідають умові задачі, а іноді суперечать здоровому глузду. Відбувається це через те, що в процесі обчислень вони втрачають зв'язок з конкретним умовою завдання. При цьому безглуздість помилково отриманого результату залишається поза полем зору школяра.

Слід також зазначити, що даний прийом надійно виявляє необхідну умову правильності розв'язку, але в ряді випадків є недостатнім. Наприклад, в ході розв'язку учень пропустив числовий коефіцієнт чи просто невірно його записав, то на результат це може не позначитись, і помилка залишиться не поміченою. Тому даний метод необхідно використовувати у поєднанні з іншими.

Методи розв'язання експериментальних завдань значною мірою залежать від ролі експерименту в їх розв'язку. Якщо, наприклад, в задачі містяться всі дані, необхідні для розв'язку, і лише потрібно перевірити відповідь за допомогою досліду, то оформлення розв'язання задачі проводять як звичайна текстова задача.

В інших типах експериментальних завдань яскраво виступає їх специфіка і тому методика розв'язання та оформлення має свої особливості. Якщо в задачі дані для розв'язання отримують в результаті досліду, то важливе значення набуває постановка експерименту і вимірювання.

Розв'язок і оформлення експериментальної задачі розрахункового характеру складається з наступних елементів: постановка завдання, аналіз умови, вимірювання, розрахунки, дослідна перевірка відповіді.

Пояснимо це на конкретному прикладі.

Постановка задачі. На столі є прямокутна жерстяна банка, ваги, гирі, масштабна лінійка, посудина з водою, пісок. Для забезпечення вертикального положення банки при плаванні в воді її трохи навантажують піском. Визначте глибину осадки банки при її зануренні у воду.

В даному випадку умова задачі можна висловити малюнком з підписом питання під ним. Потім переходять до аналізу, з'ясовують, які вимірювання необхідно виконати для розв'язання задачі.

Аналіз. Банка буде занурюватися в воду до тих пір, поки сила тяжіння, що діє на неї разом з піском, не урівноважиться виштовхувальною силою води, діючої на банку знизу. В цьому випадку . Але так як архімедова сила дорівнює вазі витісненої тілом рідини, то

де - об'єм зануреної частини банки, - густина води. Об'єм зануреної частини дорівнює добутку площі основи (S) на глибину занурення у воду (h). Отже,

звідки

(1)

Правильність знайденого розв'язку перевіряють шляхом операцій з найменуваннями величин, що входять в формулу.

З формули (1) видно, що для розв'язання задачі треба знати вагу банки з піском, густину води і площу основи банки.

Виміри. Вимірюють вагу F банки з піском за допомогою динамометра.

Вимірюють довжину l і ширину a підстави. Визначають площу основи

Густина води

.

Обчислення. Підставляючи знайдені значення в формулу (1), обчислюють глибину h занурення банки, застосовуючи при цьому правила наближених обчислень.

Дослідна перевірка. На вертикальній стінці банки кольоровою лінією відзначають глибину занурення, знайдену з досліду і наступних розрахунків, і ставлять банку в посудину з водою. Дослід показує, що глибина занурення збігається зі знайденим значенням,

У зв'язку з розв'язком задачі пояснюють принцип визначення осадки корабля.

Підсумувавши все вищесказане, можна виділити загальну структуру розв'язування задачі, що включає наступні етапи:

1-й етап-ознайомлення з умовою задачі;

2-й етап-складання плану виконання завдання;

3-й етап, здійснення розв'язку;

4-й етап-перевірка правильності розв'язання задачі.

У діяльності вчителя з навчання учнів умінню розв'язувати задачі можна виділити дві структурні частини: теоретичну, яка включає оволодіння теорією, і практичну. При цьому розв'язують такі педагогічні завдання, як визначення обсягу знань, які повинні бути засвоєні учнями під керівництвом вчителя, складу умінь, необхідних для розв'язання задач, і послідовність формування в учнів уміння виконувати окремі операції.

Теоретична підготовка вчителя повинна забезпечити:

1. Чітке уявлення про методи розв'язування фізичних завдань. (Як зазначалося методисти виділяють аналітичний, синтетичний, аналітико-синтетичний методи).

2. Знання способів розв'язування задач з фізики.

Під способом розв'язування фізичної задачі слід розуміти сукупність засобів реалізації того чи іншого методу. Наявні засоби розв'язування навчальних завдань дозволяють виділити три способи: логічний, математичний і експериментальний.

Математичний спосіб включає кілька різновидів, які в основному визначаються окремими розділами математики: арифметичним, алгебраїчним і геометричним.

3. Знання змісту і структури способу розв'язання задачі

Спосіб розв'язування навчальної задачі також має свою структуру, на певному рівні. Цій структурі треба спеціально навчати учнів. Структура завдання і структура способу її розв'язання повинні стати об'єктом навчання.

У структурі способу розв'язування навчального завдання в даний час можна виділити чотири основних етапи: ознайомлення з умовами завдання, складання плану її розв'язання, здійснення цього плану та перевірка отриманого результату.

4. Розгляд алгоритму розв'язання задач певного класу як конкретизацію загального алгоритму для певного розділу або теми курсу фізики.

5. Уміння виділити в алгоритмі розв'язання задач певного класу його структурні елементи і зміст окремих дій.

Вчителю необхідно вміти аналізувати і оцінювати різні навчальні алгоритми.

6. Уміння вірно визначати раціональний спосіб введення алгоритму в навчальний процес.

Практична частина діяльності з навчання учнів умінню розв'язувати задачі включає такі елементи:

1. Озброєння учнів знанням змісту та загальної структури завдань, а також завдань різних видів їх класифікації;

2. Озброєння учнів знанням структури процесу розв'язання навчальної задачі;

3. Навчання учнів загальній структурі розв'язання фізичних задач;

4. Навчання учнів особливостям вирішення завдань різних видів (обчислювальних, логічних, експериментальних, графічних, завдань, малюнків);

5. 'Вироблення' алгоритмів розв'язання задач з конкретних тем і на їх основі формулювання загального алгоритму розв'язку навчальних завдань;

6. Проведення спеціальної роботи по засвоєнню учнями структури алгоритму, розкриття перед ними змісту окремих дій;

7. Визначення послідовності розв'язання задач по конкретній темі, щоб в процесі розв'язання перших задач відпрацьовувалися конкретні операції, а потім здійснювалося згортання їх в узагальнені дії;

8. Забезпечення реалізації учнями всіх етапів виконання завдань в процесі розв'язання.

1.4 Види та форми здійснення диференціального навчання в процесі навчання фізики у загальноосвітній школі

Принцип гуманізації сучасної освіти передбачає зосередження уваги до особистості кожного учня, створення умов, необхідних для розвитку закладених природою задатків. Одним із можливих шляхів його втілення є диференціація освіти. Однак повна диференціація у масштабах країни -- це крайність.

В освіті діє принцип єдиності і диференціації. Найголовніше у функціонуванні цього принципу -- це забезпечити одночасну дію цих двох плечей освітнього важеля. Єдиність означає не тільки доступність школи для всіх дітей, відсутність соціальних і національних перешкод, рівні права для випускників, наступність всіх типів шкіл, а й спільність принципів навчально-виховного процесу, єдиність програм і навчальних планів у масштабах країни.

Диференційоване навчання -- це така організація навчального процесу, при якій створюються умови, які дають змогу кожному учневі розкрити всі свої потенціальні навчальні можливості. Навчання, у ході якого усім дітям ставляться однакові вимоги, нехтує індивідуальними особливостями дітей. У школах колишнього Союзу співвідношення єдиності і диференціації варіювало в межах 90 на 10 на користь єдиності.

Нині розрізняють зовнішню, профільну і внутрішню, рівневу диференціацію. Зовнішня диференціація проявляється в існуванні різних типів шкіл, які дають принципово відмінну освіту: елітну і масову. Внутрішня диференціація -- це дидактична диференціація.

Зовнішня, профільна диференціація. Зовнішня диференціація -- це така організація навчально-виховного процесу, при якій врахування індивідуальних особливостей учнів здійснюється у спеціально організованих класах, групах, школах. Тобто комплектування цих шкіл, класів, груп учнями здійснюється на основі певних критеріїв. Такими критеріями є задатки, нахили, здібності, майбутній професійний інтерес. Нині зовнішня диференціація проявляється у широкій мережі гімназій, ліцеїв, спеціалізованих шкіл, класів з поглибленим вивченням предметів, профільних класів, класів з випереджальним розвитком, класів вирівнювання, класів за рівнем знань, факультативів, курсів за вибором. Це без сумніву, -- позитивні моменти в житті сучасної школи.

Загальна схема здійснення диференціації, як свідчить світова практика, така: у перші 3-4 роки після закінчення початкової школи навчання відбувається за загальною програмою із загальноосвітніх предметів і разом з тим цілеспрямовано виявляються здібності кожного учня. На цій основі визначаються напрями освіти, що відповідають об'єктивним даним про учня, його бажанням і бажанням його батьків, а також виявленому професійному інтересу. У наступні 3-4 роки учні вибирають профільні навчальні предмети, навчальні курси, які вони вивчають поглиблено. Тобто зовнішня диференціація -- це поділ учнів за різними типами шкіл, усередині шкіл - за потоками чи класами, всередині класу -- за групами, а далі -- індивідуальна робота з кожним конкретним учнем.

Позитивним кроком уперед є впровадження в практику роботи школи Базового навчального плану. Він є тим нормативним документом, який регламентує діяльність школи з реалізації профільної диференціації. План передбачає створення класів із поглибленим вивченням предметів і профільних класів. Проте у шкільній практиці мали місце класи, які створювалися, укомплектовувалися із учнів з однаковою успішністю, з однаковим рівнем знань. Виникали, таким чином, класи 'трієчників', 'середні' класи тощо. Така селекція або ж подібна до неї, спостерігається і сьогодні і не тільки в середніх і старших класах, а й в початкових. З цього приводу педагогічна думка опирається на зарубіжний і вітчизняний досвід, педагогічну науку.

Спілкування 'слабшого' учня з 'сильним', і не лише на базі навчальних інтересів, створює позитивний вплив на першого. З іншого боку, якщо 'сильний' учень щось пояснює 'слабшому', він і сам починає краще розуміти те, що тільки що пояснював.

Отже, при належній підготовці до уроку і продуманій організації його проведення звичайний клас має багато педагогічних можливостей для того, щоб у ньому затишно почувалися всі учні класу, а тому комплектування класів на основі успішності не є педагогічно виправданим. Це ж саме можна сказати і про початкові класи. Затримка в розвитку дитини -- явище, як правило, тимчасове, і поглиблювати цю тимчасовість школа не повинна. Отже, звичайні, різнорівневі класи треба зберегти, щоб у них навчалися 'середні' і 'слабші' учні, яких у нашій школі найбільше.

Зауважимо ще один аспект. Виховання (як процес) - цілеспрямований вплив на свідомість, на емоційно-вольову сферу особистості, на поведінку. У виховному аспекті головна роль належить саме емоційно-вольовій сфері, функцію якої значною мірою може реалізувати різнорівневий клас.

Розвинув і практично перевірив цю теорію учитель математики і фізики О.Ривін, який жив і працював у 20-х роках у Київській області. Працюючи репетитором, він намагався створити такі умови, за яких кожен учень міг би спілкуватися у формі динамічних змінних пар з іншими. Така робота сприяла позитивним зрушенням в учнів у фактологічних знаннях, у розвитку мовлення, мислення, пам'яті.

Шкільна практика, однак, свідчить, що 'слабші' учні в класі не завжди почувають себе зручно і затишно. Учитель більше любить учнів, які краще вчаться, слухняні, дисципліновані і т.д., які йому в усьому допомагають. Їх він частіше викликає відповідати, вони завжди на виду в класі, вони -- цвіт класу. А 'слабші' відповідають рідко, вони бачать, що життя в класі відбувається без їхньої участі, ніби їх взагалі немає. Ситуацію, як бачимо, створює не система навчання, а сам учитель, бо віддає перевагу кращим. Ми переконані, що саме різнорівневий клас має багато невикористаних можливостей для визначення і врахування індивідуальних особливостей кожного учня.

Також одним з видів диференціації є класи з поглибленим вивченням предметів і профільні класи. Якщо у школі є 3-4 паралельні класи, то з них можна визначити певну кількість учнів із нахилами і здібностями до вивчення якого-небудь конкретного предмета, скажімо, математики, чи фізики, біології, літератури, і укомплектувати принаймні один клас з поглибленим вивченням предмету, чи профільний клас. Проте у шкільній практиці часто використовуються вольові рішення при наборі учнів у класи з поглибленим вивченням предметів: у такий клас потрапляє 5 -- 7 учнів, які справді можуть освоїти предмет на високому науковому рівні, а 15 -- 20 учнів -- з посередніми здібностями, які не завжди бажають вивчати цей предмет. Чому ж тоді школи йдуть на такий крок? Тому, що поглиблене вивчення предмета навчальним планом передбачено з 8-го класу, і за чотири роки здібні учні можуть глибоко вивчити цей предмет і серйозно підготувати себе до подальшого оволодіння відповідною професією.

Набір у профільний клас довільний. У ньому мають навчатися учні різного рівня знань, різних здібностей, різної успішності, але з однаковими професійними намірами. Для учнів профільного класу потрібно пропонувати дисципліни за вибором, факультативні заняття.

Чи можна створити сприятливі умови для розкриття навчальних можливостей, нахилів, задатків і здібностей тих учнів, які навчаються в школах, де немає паралельних класів, у невеликих сільських школах? Ні спеціалізованих, ні профільних класів у такій школі, зрозуміло, створити не можна. І разом з тим, очевидно, що в кожному конкретному класі завжди є учні, які цікавляться вивченням різних предметів. Скажімо, маємо 7-й клас, в якому навчається 17 учнів, 5 із них мають здібності до вивчення математики і фізики, 6 -- 'закохані' у фізику, ще 6 -- не проявляють ніякого інтересу до певного напряму. Якби роботу з цими учнями проводити щоденно упродовж одного уроку за визначеними напрямами так, щоб працювала окрема група, то треба було б збільшити в школі кількість учителів щонайменше на одну третину і на стільки ж збільшити кількість класних кімнат. Через зрозумілі причини це неможливо зробити.

Однак є вихід із цього становища. Наприклад, такий самий поділ за нахилами, як і в 7-му класі, можна зробити у 8-9-х. В усіх класах другий урок у певний день буде диференційованим (назвемо його так). В одну класну кімнату зберемо учнів одного напряму, одного профілю з усіх трьох класів, у другу - учнів іншого напряму, у третю -- третього напряму.

Отже, будуть зайнятими три вчителі і три класні кімнати, завдання ніби розв'язане.

Проте в цій схемі є один важливий момент -- в одній класній кімнаті, де зібрані учні трьох класів, звичайний урок із такою групою неможливо провести, бо хоч предмет один, але теми різні. Виникає, таким чином, необхідність відмовитися від уроку як організаційної форми навчання хоча б на 45 хв. Маємо так званий різновіковий потік. Робота в потоці не є новою, оскільки в багатьох країнах світу форма роботи в потоці вже узвичаєна. Та й у нашій школі вона вже освоюється. Звичайно, стереотип уроку в наших учителів дуже стійкий і тому прийняття поряд з уроком ще якоїсь форми роботи сприймається важко.

Підсумовуючи сказане, відзначимо, що можливості профільної, зовнішньої диференціації для створення таких умов, які б сприяли розкриттю потенціальних навчальних можливостей, з одного боку, дуже широкі, а з іншого, вони ще далеко не розкриті ні в теорії, ні практиці нашої школи (У додатку можна ознайомитися з навчальними планами для профільних класів).

Внутрішня, рівнева диференціація. У педагогіці під цим видом диференціації навчання розуміють таку організацію навчального процесу при якій врахування індивідуальної особливості кожного учня здійснюється в умовах звичайного класу.

Існує два науково-педагогічні підходи до організації навчального процесу з огляду на кінцеві результати навчання.

Перший: в умовах фіксованого часу навчання (наприклад, на вивчення конкретної теми шкільної програми відводиться цілком певний час), через нерівномірний розумовий розвиток дітей (факт давно відомий у практиці навчання) результати навчання не будуть однаковими для всіх учнів.

Другий: 95 відсотків усіх нормально розумово розвинених дітей можуть засвоїти шкільну програму на високому рівні засвоєння і в повному обсязі, якщо кожному з них для цього створити відповідні умови.

Ми розглянемо тільки перший з них.

Як уже згадувалося, нерівномірний розвиток дітей -- факт давно відомий у педагогічній науці і практиці. Кожна дитина має свої, лише їй притаманні задатки, здібності, нахили до вивчення тих чи інших предметів, має свій темп засвоєння матеріалу. У кожної дитини є свої особливості пам'яті, мислення, уяви. Як писав один із західноєвропейських учених, кожна людина починає життя, маючи на руках гени, як гравець, починаючи партію, має на руках карти. Інколи роздача може бути настільки погана, що важко чекати навіть посереднього успіху. Ще рідше вона буває настільки прекрасна, що для досягнення успіху не вимагається ніяких старань.

У галузі засвоєння знань діє закон ієрархії, згідно з яким не можна засвоїти знання на високому рівні, якщо вони не засвоєні на нижчому. З точки зору цього закону рух від незнання до знання, рух в освоєнні інформації йде від рівня до рівня, від нижчого до вищого. У силу вже наведених особливостей цей рух для кожного учня відбувається з різною швидкістю, з різним темпом. Цей рух може здійснюватися з різною мірою допомоги учневі з боку вчителя, тому можна стверджувати, що внутрішня диференціація -- це диференціація допомоги учневі в той момент, коли йому ця допомога потрібна і такою мірою, яка потрібна. З іншого боку, внутрішня диференціація передбачає управління процесом засвоєння знань. Ці два положення в доповненні до закону ієрархії і становлять суть внутрішньої диференціації, яка вимагає дуже гнучкої організації навчального процесу.

Основним поняттям цього виду диференціації є рівень засвоєння інформації. Психологія навчання виділяє п'ять рівнів засвоювання: розуміння, розпізнавання, репродуктивний, продуктивний і творчий рівень, про які вже йшлося вище.

Внутрішня диференціація вимагає дослідження низки питань, зокрема способів організації такої роботи. Зупинимося на деяких із них.

У класі виділяють декілька груп учнів. До групи 'сильних 'відносять таких, які легко і швидко засвоюють матеріал у максимальному обсязі, 'схоплюють' формальні мислительні структури, вирізняються здібностями до широкого узагальнення матеріалу, гнучкістю мислительних процесів, умінням знаходити декілька обґрунтованих способів розв'язку задач і вільним перемиканням з однієї розумової операції на іншу.

У групу 'середніх' учнів входять ті, які оволодівають основним обсягом знань, визначених програмою. Для успішного засвоєння матеріалу цим учням необхідна тренувальна робота. Вони виділяють головне, істотне лише після певних вправ, які виконуються під керівництвом учителя. Учні цієї групи вміють аналізувати, робити нескладні висновки, до узагальнення матеріалу можуть підійти після проміжних видів роботи. Перехід від одного плану мислення до другого може бути забезпечений тільки за допомогою спеціально організованих вправ.

Групу 'слабких 'учнів складають ті, які з великими труднощами і не завжди в повному обсязі засвоюють навчальний матеріал після тривалого тренування. Вони не можуть виділити всі необхідні елементи матеріалу, який вивчається, відтворюють лише окремі з них і не в змозі з'ясувати суть відношень між ними, встановити зв'язки, з великими труднощами узагальнюють матеріал, відзначаються інертністю мислення, не можуть застосувати знання або ж важко це роблять у типовій ситуації. Названі групи відповідають більш-менш однаковому темпу засвоєння матеріалу.

Як свідчать спостереження, ефективною формою внутрішньої диференціації є триразове пояснення нового матеріалу. Після першого пояснення група 'сильних' учнів (у них, як правило, засвоєння інформації на перших трьох рівнях відбувається в згорнутому вигляді, ніби стиснуто в часі) переходить до самостійного виконання додаткових завдань. Зауважимо, що ці завдання мають добиратися з урахуванням особливостей дітей цієї групи.

Після другого пояснення самостійні завдання одержують учні «середньої» групи, робота з якими повинна бути спрямована на засвоєння і закріплення знань, автоматизацію умінь і навичок.

Третє пояснення спрямоване тільки на 'слабких' учнів, ця робота ведеться тільки з ними. Тож 'слабким' учням учитель пояснює тричі. Наприкінці уроку він перевіряє завдання, які виконувалися учнями перших двох груп, і підсумовує.

Для реалізації триразового пояснення й організації самостійної роботи учнів усіх груп учителеві необхідно створити еталон знань із даної теми і чітко виділити всі рівні засвоєння цієї теми.

За наявності рівневих підручників чи робочих зошитів спосіб дій учителя такий: усі учні класу одержують завдання -- опрацювати тему на першому рівні засвоєння. Після того, як учень дасть відповідь на контрольні завдання цього рівня і вчитель перевірить їх правильність, він приступає до вивчення теми на другому рівні засвоєння, а потім переходить до третього. Тобто кожен учень має можливість працювати відповідно до свого темпу засвоєння, а вчитель -- забезпечувати контроль над засвоєнням (допомога конкретному учневі).

Диференціація допомоги учням під час навчання розв'язування задач зводиться до моделювання такої допомоги ще до початку уроку. На уроці кожен учень одержує свою, тільки для нього складену задачу, але в ході її розв'язання він потребує відповідної допомоги вчителя. Суть цієї допомоги передбачається ще на стадії підготовки до уроку і оформляється як вказівка письмово на окремих аркушах паперу. До кожної задачі треба передбачити від однієї до трьох допомог (кожна на окремому аркуші). Великі можливості для врахування індивідуальних відмінностей учнів має диференціація домашніх завдань, контрольних робіт, робота за заздалегідь складеним планом. У зв'язку з інтенсивним впровадженням у навчальний процес комп'ютерної техніки різко зросли можливості програмованого навчання. Вцілому можна стверджувати, що робота з розробки шляхів реалізації внутрішньої диференціації тільки почалась.

Отже, диференціація -- шлях гуманізації освіти. Диференційоване навчання -- це така організація навчально-виховного процесу, за якої створюються умови, що дають змогу кожному учневі розкрити всі свої потенціальні навчальні можливості. Розрізняють зовнішню (профільну) і внутрішню (рівневу) диференціацію. При зовнішній диференціації комплектування класів, груп, шкіл здійснюється на основі певного критерію. Основним документом, який регламентує діяльність школи в контексті зовнішньої диференціації, є Базовий навчальний план. Форми реалізації зовнішньої диференціації -- профільні класи, класи з поглибленим вивченням предметів, спеціальні класи, групи і школи. Внутрішня диференціація -- врахування індивідуальних відмінностей учнів (особливостей пам'яті, мислення, уяви, нахилів, здібностей, інтересів тощо) в умовах звичайного класу, групи. Практика нагромадила значний арсенал засобів здійснення внутрішньої (рівневої) диференціації.

РОЗДІЛ 2. ТЕОРІЯ ТА МЕТОДИКА РЕАЛІЗАЦІЇ ЗАДАЧНОГО ПІДХОДУ В УМОВАХ ДИФЕРЕНЦІЙОВНОГО НАВЧАННЯ ФІЗИКИ

2.1 «Задачний підхід» до навчання фізики

Підвищення якості та пріоритетності шкільної природничо-математичної освіти в умовах становлення і розвитку високотехнологічного інформаційного суспільства в Україні є історично зумовленим. Як одна із складових розвитку особистості, вона потребує оновлення змісту з урахуванням суспільних запитів, потреб інноваційного розвитку науки та виробництва, запровадження сучасних методів навчання, поліпшення якості підготовки та видання навчально-методичної літератури, удосконалення механізмів оцінювання результатів навчальної діяльності. Серед актуальних проблем методики фізики важливе місце посідає проблема розвитку методів навчання, до яких відноситься задачний підхід. На сучасному етапі розвитку дидактики фізики в компонентах системи освітніх стандартів задачний підхід виконує роль:гносеологічного інструменту пізнання природи, перебігу технологічних процесів і функціонування техніки - методів наукового експериментального дослідження (вимірювання, спостереження,експеримент) і теоретичного дослідження (ідеалізація, моделювання,висунення гіпотез) при розробці стандартів змісту освіти;діагностичного інструменту вимірювання рівня знань учнів (тести) з метою контролю успішності засвоєння змісту освіти та управління навчально-пізнавальним процесом; дидактичного інструменту розвитку мислення, пошуково-творчих здібностей, формування навчальних компетенцій.

Одним із шляхів і способів розв'язування завдань щодо підвищення якості середньої фізичної освіти є підготовка та налагодження видавництва методичної, довідкової літератури та створення інформаційно-методичних комплексів з природничо-математичних предметів. Розробка цілісної теорії задачного підходу до навчання фізики є пріоритетним напрямком досліджень у сучасній дидактиці фізики. Розв'язання цієї важливої проблеми вимагає історичного підходу. Система фізичної світи як сфера соціальної практики має подвійну часову спрямованість: і в минуле, і в майбутнє. Тому поза межами широкої історичної перспективи, всього контексту, що пов'язує чинники сучасності з фактами минулого в розвитку дидактики фізики, сама сучасність не може бути вірно з'ясована і об'єктивно оцінена. Лише на основі знання конкретних історичних фактів щодо розвитку сучасної методичної думки можна не тільки одержати нове знання про характер перебігу досліджуваних дидактичних явищ і процесів, розкрити їх закономірності, але й зробити певне передбачення щодо їх майбутнього. Від якості збірників задач з фізики та відповідних методичних посібників залежить, наскільки повно будуть реалізовані навчальні,виховні й розвивальні функції задачного підходу. Знання вчителем фізики методичних вимог, яким мають відповідати фізичні задачі, є необхідною умовою компетентного і творчого підходу до добору,складання і використання задач у навчальному процесі.

Створення сучасних технологічних збірників задач і методичних посібників вимагає системного підходу; у результаті інтегративної тенденції наукового знання як на теоретичному, так і на прикладному рівнях відбувається розвиток теоретичних основ інтегративної методики розв'язування і складання фізичних задач на загальнонауковому і філософському рівнях методології,що є науковими засадами розробок і впровадження в шкільну практику науково обґрунтованих дидактичних технологій; розширення діапазону дидактичних функцій навчальних фізичних задач (розвивально-дослідницька, виховна, прагматична, методологічна, інформаційна,узагальнююча, конрольно-корегуюча); використання системного підходу до навчального процесу зумовлює створення технологічно-орієнтованих навчально-методичних комплексів з використанням модульних стратегій, зокрема в галузі розв'язання та складання фізичних задач; посилення ролі інформаційних технологій щодо вдосконалення задачного підходу в процесі розв'язування навчально-дослiдницьких i творчих навчальних фізичних задач на основі створення програмно-методичних комплексів на засадах інтерактивної комп'ютерної графіки та реалізації рейтингової системи (задачі-тести);необхідність розвитку дивергентної компоненти продуктивного мислення, стимулювання самостійної пізнавальної діяльності особистості засобами фізики зумовлює пошуки ефективних підходів до найбільш повного розкриття методичних, методологічних i гносеологічних можливостей творчих, винахідницьких, дослідницьких і самостійно складених навчальних фізичних задач, переорієнтації методики навчання учнів від розгляду окремо взятої фізичної задачі до дослідження i використання їх локальної системи (модуля); зміну статичного характеру фізичної задачі як гносеологічного конструкту на динамічний (застосування генетичного підходу до задачної ситуації -задачі з розвитком змісту, різні варіанти самостійного складання задач); цілісний підхід до всіх етапів процесу роботи над задачею(актуалізація в навчально-пізнавальній діяльності замкненого природного гносеологічного циклу); перехід від формалізованих до логіко-психологічних операторів розв'язку в структурі діяльності учнів з процесу розв'язування задач; структурування систем задач за дидактичними принципами рівневого та профільного навчання.

2.2 Принципи побудови системи фізичних задач як засобу диференційовного навчання учнів

Одне з найзагальніших завдань, що вирішує учитель під час навчання фізики, -- це формування в учнів цілісних уявлень про фундаментальні фізичні теорії й закони. Але науковий світогляд школярів формується лише за умови узгодженого і системного викладання навчального матеріалу всіх дисциплін природничого циклу. Для досягнення цієї мети треба, щоб учні набули навичок застосовувати здобуті знання для розв'язування конкретних задач, що мають практичне значення.

Учням властиві суттєві відмінності, які проявляються під час сприймання й обробки інформації, виконання розумових операцій, що й вимагає диференційованого навчання різних предметів, зокрема фізики. Для реалізації цієї вимоги виникла потреба в створенні класів певної профільної орієнтації, диференційоване навчання в яких передбачає розв'язування таких питань:

а)уточнення змісту кожного курсу фізики;

б)відповідне задачне наповнення навчального матеріалу;

в)формування вимог до знань, умінь і навичок учнів кожного рівня засвоєння навчального матеріалу для гуманітарного, прикладного і творчого курсів вивчення фізики;

г)розробка системи оцінювання набутих учнями знань, умінь і навичок.

Розглянемо ці питання на прикладі вивчення основ молекулярно-кінетичної теорії (МКТ) і термодинаміки в класах прикладної орієнтації.

Вибір саме цих профілів для ілюстрації нашої методики реалізації задачного підходу та оцінювання знань учнів зумовлений рядом причин. По-перше, фізика є не лише світоглядного дисципліною, яка формує свідомість людини, а й прикладною, тобто виступає в ролі засобу й знаряддя вивчення закономірностей та явищ як живої, так і неживої природи. Всеосяжність фундаментальних фізичних законів зумовлює необхідність встановлення тісних взаємозв'язків між навчальним матеріалом з фізики та іншими природничо-математичними дисциплінами, оскільки фізичні закони лежать в основі організації й функціонування всіх об'єктів природи. Крім того, деякі розділи фізики (основи МКТ, основи термодинаміки, елементи квантової фізики, оптика) потребують дуже детального і поглибленого вивчення, бо вони складають основу можливих майбутніх професій учнів цих класів.

По-друге, слід ураховувати й те, що учні класів зазначених профілів навчання поглиблено вивчають хімію, отже, з деяких питань зазначених тем вони мають досить широкі й глибокі знання. Завдання вчителя фізики полягає в тому, щоб розкрити зміст фізичних теорій стосовно обраної учнями конкретного профілю сфери діяльності, продемонструвати можливість практичного застосування фізичних законів та їх наслідків у хімії, біології, медицині тощо. Лише за цієї умови набуті знання майбутніх хіміків, біологів, лікарів, технологів дістануть міцну теоретичну базу, стануть системними і перейдуть у розряд переконань.

З цією метою ми пропонуємо організувати навчальний процес на основі широкого застосування задачного підходу. Для цього необхідно:

1) створити систему спеціальних рівневих задач у кожному розділі шкільного курсу фізики, зміст яких відповідав би конкретному профілю і був цікавим та зрозумілим для учнів цих класів;

2) побудувати відповідну систему методів і способів розв'язування задач;

3) організувати навчальну діяльність у формі постановки і розв'язування спеціальної системи навчально-пізнавальних задач певної профільної спрямованості і різного рівня складності;

4) привчати учнів до широкого використання теоретичних знань, методів дослідження й пізнання, практичних умінь і навичок, набутих ними в процесі вивчення інших навчальних дисциплін.

Такий підхід дає змогу максимально наблизити питання, які вивчає фізична наука, до сфери інтересів учнів, проілюструвати на конкретних прикладах впровадження теоретичних фізичних знань в обраній ними галузі знання, довести на практиці єдність і універсальність фундаментальних законів природи, застосувати єдиний підхід до тлумачення наскрізних понять (таких, наприклад, як енергія, маса, рівноважний стан, оборотні й необоротні процеси тощо).

2.3 Методика використання рівневих систем фізичних задач як засобу диференційовного навчання учнів

Серед важливих засобів підвищення ефективності навчального процесу, реалізацій прикладної спрямованості шкільного курсу фізики є здійснення міжпредметних зв'язків. Міжпредметні зв'язки дають можливість повніше розкрити перед учнями процеси, закономірності, які вивчаються, успішно розв'язувати завдання формування в них наукового світогляду, розвивати їх мислення і пізнавальні інтереси. Свідомого засвоєння знань учнями можна досягти лише при здійсненні міжпредметних зв'язків, коли учні використовують набуті знання для виконання різного роду практичних завдань, що дає можливість підготувати повноцінного громадянина нашої країни, здатного до цілісного пізнання законів природи. Здійснення міжпредметних зв'язків передбачає такий взаємозв'язок всього навчально-виховного процесу, коли різні навчальні дисципліни з різних сторін вивчають окремі сторони явищ природи. При цьому зв'язок між явищами, що вивчаються, не порушує внутрішню логіку кожної з дисциплін. Встановлюючи ці природні органічні зв'язки, вчитель сприяє формуванню в учнів узагальнених знань про важливі явища об'єктивного світу, вироблення єдиного цілісного наукового світогляду. Оскільки в сучасних умовах будь-якому спеціалісту необхідно опиратися на досягнення суміжних галузей знань, то зростає політехнічне знання міжпредметних зв'язків. Спроби використання фізичних задач на уроках алгебри і початків аналізу розглянуті в дослідженнях. Однак в цих роботах не розглядались рівневі фізичні задачі, що в даний час є доцільним, оскільки середні загальноосвітні навчальні заклади перейшли на рівневе навчання.

Ми пропонуємо розв'язувати питання політехнічного навчання і міжпредметних зв'язків алгебри і початків аналізу та фізики за допомогою спеціально підібраної рівневої системи фізичних задач, які мають зіграти велику роль у розвитку в учнів навичок застосування на практиці теоретичних знань, одержаних при вивченні похідної та її застосування. В таких задачах можна розглядати різноманітні застосування похідної у виробництві, науці, техніці, промисловості, народному господарстві. Розв'язування фізичних задач у процесі вивчення алгебри і початків аналізу є складовим елементом у навчанні алгебри і початків аналізу, причому задачі ми підбираємо, користуючись чотирма рівнями навчальних досягнень учнів: початковим, середнім, достатнім, високим, які розроблені Міністерством освіти і науки України.

Зауважимо, що серед наведених задач важливу роль відіграють також експериментальні задачі, які дають можливість відтворювати в навчальному процесі процедуру перевірки наукової гіпотези і показати шлях наукового становлення теорії. Ці задачі можуть бути використані як додаткові задачі, що замінюють чисто алгебраїчні задачі з підручника. Розглянемо деякі аспекти оцінювання знань і вмінь учнів.

Відповідно до завдань профілів вивчення фізики та визначених вимог щодо рівнів засвоєння навчального матеріалу створена рівнева система фізичних задач, застосування якої дає змогу здійснювати диференційоване навчання фізики.

Прикладом елементів цієї системи можуть бути такі задачі.

1. Рівень А. У закритій посудині під тиском р₀ є 2 моль водню і 1 моль кисню. Між ними відбувається хімічна реакція утворення 2 моль водяної пари. Який тиск установиться в посудині після охолодження продукту реакції до початкової температури?

Рівень В. У закритій посудині під тиском р₀ є суміш кисню і водню. Між ними відбувається хімічна реакція. Який тиск установиться в посудині після охолодження продукту реакції до початкової температури?

Рівень С. У закритій посудині є суміш водню і кисню при температурі t₁=27°С. Маса водню m₁= 0,2 г, кисню -- m₂ = 3,2 г. Після хімічної реакції тиск у посудині збільшився втричі. Знайти температуру Т₂

Розв'язування цієї задачі на рівні С потребує від учня використання деяких умінь, яких він набув у процесі вивчення хімії у 8 класі: складати рівняння хімічної реакції, визначати молярну масу заданих речовин. Крім того, необхідно з'ясувати, чи повністю прореагували вихідні речовини. Під час аналізу умови задачі виявляється, що при заданих масах реагентів в процесі реакції не лише утворюється 0,1 моль водяної пари, а ще й залишається половина даної кількості кисню, тобто 0,05 моль.

2. Дано реакцію утворення водяної пари при стандартних умовах (температурі 298 К і нормальному атмосферному тиску):

2Н₂ (г) + 0₂ (г) = 2Н₂0 (г) + 483,6 кДж

Рівень А. Яка кількість теплоти виділиться при згорянні 2 м³ водню Н₂, взятого при. температурі 50 °С і тиску 780 мм рт. ст.?

Рівень В. Визначити зміну внутрішньої енергії, якщо внаслідок реакції утворилося 2 моль водяної пари за стандартних умов.

Рівень С. За яких умов можливий перебіг прямої реакції утворення водяної пари? Оцінити граничне значення температури, за якої ще можлива пряма реакція.

Розв'язуючи останню задачу на рівні С, деякі учні можуть використати особливості перебігу ендо- і екзотермічних реакцій лише на якісному рівні. При цьому вони наберуть 8 балів, що достатньо для оцінювання їхніх знань на «відмінно». Але деякі учні можуть провести повноцінний аналіз даної реакції, використовуючи знання з хімії про закономірності перебігу хімічних реакцій (поняття ентропії, теплового ефекту реакції, потенціалу Гіббса). У цьому разі учні отримують максимальну кількість балів, що свідчить про глибоке розуміння ними досліджуваного процесу та сформованість уміння трансформувати знання з інших дисциплін для розв'язування конкретної задачі.

Наведемо ще деякі приклади рівневих систем фізичних задач.

3. Рівень А. У вертикальному циліндрі знаходиться під поршнем газ при температурі 300 К. Площа поршня 0,004 м², масою знехтувати. Якої маси вантаж потрібно покласти на поршень, щоб він залишився на місці під час повільного нагрівання газу на 50 К? Атмосферний тиск 105 Па, прискорення вільного падіння 10 м/с².

Рівень В. У вертикальному циліндрі знаходиться під поршнем газ при температурі 300 К. Маса поршня 4 кг, площа його 0,04 м². Якої маси вантаж потрібно покласти на поршень, щоб він залишився на місці під час повільного нагрівання газу на 150 К? Атмосферний тиск 105 Па, прискорення вільного падіння 9,8 м/с².

Рівень С. У вертикальному циліндрі знаходиться під поршнем газ при температурі 300 К. Маса поршня 4 кг, площа його 0,004 м². Якої маси вантаж потрібно покласти на поршень, щоб при нагріванні газу на 450 К поршень рухався рівноприскорено з прискоренням 10 м/с²? Якої швидкості набуде поршень на виході з циліндра, якщо його довжина 0,65 м? Атмосферний тиск 105 Па, прискорення вільного падіння 9,81 м/с².

Розв'язуючи останню задачу рівня С учні мають застосувати не лише формули молекулярно-кінетичної теорії, а й кінетичні рівняння, що призводить до систематизації матеріалу з фізики, а отже кращого засвоєння матеріалу.

4. Рівень А. Газ, що працює як ідеальна теплова машина, має нагрівник температурою 1000 К, та холодильник температурою 350 К. Яку роботу виконує газ за час 50 хв.?

Рівень В. Газ, що здійснює цикл Карно, виконує роботу 3 кДж, при цьому має холодильник температуру 273 К. Який ККД цього циклу?

Рівень С. Газ, що здійснює цикл Карно, за рахунок кожних 2 кДж енергії, отриманої від нагрівника, виконує роботу 300 Дж. Який ККД цього циклу? У скільки разів абсолютна температура нагрівника більша від абсолютної температури холодильника?

5. Рівень А. У скільки разів зміниться тиск в циліндрі (рис. 1), якщо поршень перемістити на вліво? Вправо?

Рівень В. Яка залежність між густиною газу та абсолютною температурою при ізобарному процесі?

Рівень С. Яка маса повітря вийде з кімнати об'ємом 60 м³ при підвищенні температури від 0^_С до 25^_С.

З наведених прикладів можна побачити, що задачі рівня С є систематизуючими, тобто мають зв'язки з іншими розділами фізики і навіть з іншими предметами, а отже сприятиме кращому засвоєнню не лише фізики, але й інших предметів, з якими фізика пов'язана.

Отже, системи рівневих задач з фізики мають дуже велике значення для всього навчально-виховного процесу в середній школі на даному етапі розвитку педагогічної думки та впровадженні її у власне педагогічний процес.

2.4 Оцінювання знань учнів в умовах задачного підходу в умовах диференційовного навчання

В основоположних документах, що визначають стратегію реформування освіти в Україні, акцентується увага на вимогах щодо організації навчального процесу, який має здійснюватися на суб'єкт-суб'єктних засадах, урахуванні індивідуальних особливостей учнів, диференціації навчання, забезпеченні неперервності, наступності, цілісності. Запровадження профільного навчання у старшій школі, яке розглядається як засіб зовнішньої диференціації та індивідуалізації навчання шляхом внесення змін до змісту та організації освітнього процесу, актуалізує проблему внутрішньої (рівневої) диференціації навчання учнів, яка ґрунтується на ідеях особистісно-зорієнтованого та розвивального навчання, і має стати однією з головних засад забезпечення наступності між основною та профільною школою. Водночас питання внутрішньої диференціації залишається недостатньо розробленим і потребує психолого-педагогічного обґрунтування та виходу на конкретну педагогічну технологію, ефективність якої забезпечується певними педагогічними умовами. Актуальність проблеми, її недостатня розробленість зумовили вибір теми даної статті, метою якої є побудова моделі реалізації диференційованого підходу до контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики та визначення умов її впровадження у шкільну практику. Аналіз педагогічної літератури з проблеми контролю й оцінювання знань та вмінь учнів дозволив встановити, що до основних видів контролю вчені відносять: вхідний, поточний, тематичний, підсумковий. З упровадженням до загальноосвітніх шкіл рівневої системи контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів підсилилась увага вчителів до тематичного та підсумкового контролю. Вивчення досвіду з оцінювання навчальних досягнень учнів свідчить про те, що переважна більшість учителів використовує один вид оцінки - результативну (кількісну), тоді як існує декілька їх видів: якісна, процесуальна, особистісна, кількісна і результативна.

Дослідження питань організації диференційованого навчання, де реалізується відповідний контроль та оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики, дає підстави для висновку, що основною ознакою у такому навчанні є об'єднання учнів у типологічні групи, які мають створюватися за різними критеріями: психофізіологічного (аудіали, візуали, кінестети), психолого-педагогічного (навченість, темп навчання, рівень розвитку мотивації, самоорганізованість, пізнавальна активність) та ситуативно обумовленого критерію. У контексті контролю й коригування результатів навчальної діяльності особливого значення набуває самостійна робота, яка при виконанні контрольних завдань має бути індивідуальною, а при здійсненні коригування допущених помилок - набуває й групових форм. Варіювання видів самостійної роботи в умовах диференційованого навчання з урахуванням типових індивідуальних особливостей учнів визначається:

- провідним видом самостійної роботи для кожної типологічної групи;

- оптимальною кількістю завдань цього виду самостійної роботи;

- забезпечення формування навичок у кожного учня типологічної групи диференційованим формуванням прийомів розумової діяльності та навчально-інтелектуальних умінь;

- застосуванням диференційованих форм контролю та видів оцінки самостійної роботи.

До наведеного додамо, що вивчення фізики має свою специфіку і передбачає залучення учнів не тільки до таких традиційних форм роботи як вивчення теоретичного матеріалу, а ще й до - виконання фізичного експерименту і розв'язання різних типів задач. З огляду на зазначене і організація самостійної роботи з цих видів діяльності, а відтак і контроль результатів її виконання мають враховувати ці відмінності. Застосування наведеної інформації дало можливість розробити теоретичну модель реалізації диференційованого підходу до контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики, яка представлена на рис. 2. У даній моделі ми прагнули відобразити види контролю залежно від мети їх проведення; вид педагогічної оцінки, яку може використовувати вчитель; підстави для типологізації груп для проведення коригувальної і навчальної роботи; особливості основних видів діяльності, до яких залучаються учні під час вивчення фізики. Аналіз педагогічної літератури з диференційованого навчання та педагогічного контролю дозволив встановити, що реалізація диференційованого підходу до контролю і оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики можлива лише за певних психолого-педагогічних умов, до складу яких входять:

1. Дотримання системи принципів при проектуванні й організації контролю результатів усіх видів навчально-пізнавальної діяльності учнів з фізики, які представлені у таблиці 1.

Дотримання принципів функціонування системи контролю в навчанні учнів фізики, яке включає планування контрольно-оцінних процедур та їх здійснення, є важливим з позицій системного підходу до проектування технологій вхідного, коригувального і підсумкового контролю.

2. Технології рівневого контролю й оцінювання результатів навчально-пізнавальної діяльності учнів з фізики мають узгоджуватися з технологіями диференційованого навчання учнів на уроках і базуватися на таких вихідних психолого-педагогічних засадах: розгляд учня як суб'єкта навчання; зменшення рівня гетерогенності навчальної групи шляхом індивідуально - типологічного групування учнів за певними критеріями; організація навчання учнів у «зоні їх найближчого розвитку»; стимулювання активності, самостійності і позитивних мотивів їх пізнавальної діяльності; диференційоване застосування організаційних форм навчання; поєднання індивідуального характеру засвоєння знань з переважаючою груповою формою навчальної роботи учнів; забезпечення варіативності навчальних впливів на учнів; диференційоване застосування механізмів педагогічного управління.

3. Методика контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики має здійснюватися з урахуванням специфіки змісту основних видів навчально-пізнавальної діяльності учнів з фізики (засвоєння теоретичного матеріалу, розв'язування задач, виконання фізичного експерименту) та їх характеру (відтворювальний, продуктивний, творчий).

Табл.1 Принципи здійснення диференційованого підходу до контролю учнів

Принципи проектування	Принципи реалізації
Планомірність; операційність цілей і цільових завдань; всебічність; диференціація; принцип розвивального навчання;	Загальнодидактичні: науковість; індивідуальний підхід; помірність; єдність навчання і виховання; свідомість і активність; розвивальне навчання; опора на позитивне; наочність	Спеціальні: оптимальність; об'єктивність; економічність; надійність; валідність; простота; якісний аналіз досягнутих результатів навчання	Додаткові: бінарність; технологічність; результативність інформативність

4. Система контрольно-оцінювальних завдань має бути орієнтована на розвиток трьох компонентів контрольно-оцінної діяльності: ціле-мотиваційного, операційного та змістового.

5. Дотримання основних психолого-педагогічних вимог до контрольно-діагностичних завдань. При цьому треба враховувати, що контрольно-діагностичні завдання відрізняються від звичайних констатувальних контрольних завдань тим, що вони спрямовані не стільки на перевірку засвоєння матеріалу учнями, скільки на виявлення внутрішніх факторів успіху (невдачі) його виконання, рівня й динаміки розвитку школярів, що передбачає визначити або гіпотетично передбачити характер і міру необхідної педагогічної допомоги, спланувати, а потім здійснити коригувальні види робіт у класних, групових, індивідуальних умовах навчання фізики. Аналіз результатів виконання завдань доцільно проводити в класі у формі бесід, які дозволяють виявляти ті аспекти в роботі учнів, котрі приховані від учителя і не можуть бути виявлені у закритих тестових завданнях.

6. До умов підвищення результативності диференційованого контролю і оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики ми відносимо також надання переваги на етапі коригувального контролю тестовим завданням різних типів. Доцільність застосування тестових методик контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики ґрунтується на врахуванні таких основних їх переваг, як висока об'єктивність; диференційованість оцінки, отриманої за результатами тестування; порівняно висока ефективність; можливість виявлення точності отриманого результату.

Крім того, до переваг тестів при здійсненні коригувального контролю слід віднести: можливість оперативного одержання інформації про ступінь засвоєння знань і умінь, що особливо важливо при даному виді контролю; наочність у просуванні кожного до мети; значний потенціал для розвитку в учнів умінь само - і взаємоконтролю; можливість вчасно виявити напрямки коректування знань і вмінь учнів; підвищення мотивації в учнів за рахунок більш повної інформації про власні досягнення.

7. Важливою умовою реалізації диференційованого підходу до контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики є підготовка вчителя до проектування і здійснення цього процесу.

8. Необхідною умовою успішного здійснення рівневого контролю і оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики є наявність методичного забезпечення, до складу якого включаються:

- змістовно - діяльнісні матриці контрольно-оцінних завдань з кожного розділу шкільного курсу фізики;

- технологічні карти вчителя зі здійснення всіх видів рівневого контролю;

- інформаційні картки учнів з рефлексії власних досягнень з конкретних тем шкільного курсу фізики;

Рис 2 Схема теоретичної моделі проектування контрольно-оцінювальної системи

- система допоміжних коригувальних заходів, розрахованих на учнів різних рівнів навченості фізики;

- узагальнені плани характеристики основних елементів фізичних знань, опорні схеми, колажі, проспекти, інструкції рівневого характеру для виконання лабораторних робіт, системи кількісних і якісних задач різних рівнів складності;

- контрольні завдання на виявлення основних критеріїв навчальних досягнень учнів фізики, побудовані на засадах компетентнісної освіти. Забезпечення цих умов організації контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики гарантує прогнозований результат, оскільки він визначається змістовим, процесуальним та особистісним компонентами, які знайшли відображення в їх переліку.

1.Урахування під час оцінювання рівневої диференціації.

Вважаємо, щоб учень мав задовільну оцінку, він повинен виконати не менш, як 70 % усіх завдань. Складемо шкалу (табл. 2).

Табл.2.

Виконання завдання, %	Не приступив до розв'язування	Менше 70	70-80	80-90	90-100
Оцінка	«1»	«2»	«3»	«4»	«5»

2.Такий підхід (див. табл. 2) не викликав би ніяких труднощів, якби не треба було враховувати особливостей профілів конкретних класів і, відповідно, рівнів вивчення фізики. Так, наприклад, виконання учнем понад 90 % завдання гарантувало б йому відмінну оцінку, незалежно від того, якого рівня складності (рівня А чи С) були ці задачі. Або учень, що виконав найпростіше завдання, одержував би «5», в той час як інший, який розв'язав задачу підвищеної складності, використовуючи різні методи її дослідження, застосовуючи набуті знання в нестандартних ситуаціях, але який виконав лише частину його, одержував би нижчу оцінку. Таким чином, ми маємо нерівнозначність одних і тих самих оцінок, що різко проявляється в умовах рівневої і особливо профільної диференціації навчання фізики.

Тому ми дійшли висновку, що методику оцінювання знань і вмінь учнів, яка склалася у шкільній практиці, необхідно вдосконалювати. А для цього треба визначити вимоги до кожного рівня володіння учнем знаннями, уміннями і навичками та розробити критерії вимірювання якості засвоєння знань.

Відповідно до вимог рівневої програми вивчення фізики ми виділили три рівні засвоєння навчального матеріалу Р_І Р_ІІ, Р_ІІІ (що відповідає рівням А, В, С рівневої диференціації).

Кожен із зазначених рівнів відповідає певному основному виду навчальної діяльності школяра. Рівень Р_І (А) характеризує засвоєння знань на репродуктивній діяльності, яка передбачає володіння фізичною термінологією, знання основних формул, відтворення інформації про основні елементи навчального матеріалу, виконання найпростіших операцій («за зразком»). Діяльність учня спрямована на усвідомлення й запам'ятання алгоритмів, проведення деяких стандартних логічних операцій -- аналізу, співвіднесення.

Рівень Р_ІІ (В) характеризується елементами продуктивної (частково-пошукової) діяльності, яка вимагає від учня виконання операцій синтезу й узагальнення, застосування набутих знань з фізики, математики для розв'язування деяких нетипових задач. Учень при цьому здобуває нову для себе інформацію під час самостійної (або з невеликою допомогою вчителя) побудови власного алгоритму розв'язування задач.

Рівень Р_ІІІ (С) відповідає творчому рівню засвоєння знань і вмінь школярів. Досягнення учнем цього рівня означає, що він має глибокі знання й міцну практичну підготовку не лише з фізики, а й з інших дисциплін (наприклад хімії), усвідомлює взаємозв'язок цих знань і використовує їх під час розв'язування нетипових задач, а також уміє знаходити приховані зв'язки між елементами набутих знань, систематизувати й узагальнювати знання на рівні теорій, планувати дослідження явища або процесу, що вивчається.

В основу критерію визначення рівня засвоєння знань нами було покладено принцип діяльності. Згідно з цим принципом учень досягає конкретного рівня, якщо він опанував певні навчальні уміння (практичні й теоретичні).

Критерієм вимірювання якості засвоєння знань нами було обрано коефіцієнт К (, де а -- кількість засвоєних елементів знань і вмінь, використаних учнями під час розв'язування фізичних задач; n -- загальна кількість елементів знань і вмінь, що підлягають перевірці і входять до складу задач). Даний критерій задовольняє такі вимоги: по-перше, чітко відображає динаміку набуття учнем нових умінь і навичок; по-друге, однозначно виражається числом, не залежить від того, хто проводить оцінювання і які саме знання й уміння перевіряються; по-третє, є досить простим для вимірювання.

Значення коефіцієнта K не залежить від рівня диференціації (А, В, С) навчання. Для одержання учнем позитивної оцінки необхідно, щоб значення критерію К перевищувало 0,7 (відповідає виконанню завдання певного рівня знань більше, ніж на 70 %). Це пояснюється тим, що лише в цьому разі учень може самостійно здобувати й удосконалювати свої знання, і процес навчання на цьому рівні засвоєння можна вважати завершеним.

Для оцінювання знань і вмінь учнів, які навчаються в класах з прикладною орієнтацією вивчення фізики, можна керуватися такими міркуваннями:

1) Якщо учень виконав менше, ніж 70 % завдань будь-якого рівня (тобто К<0,7), то його робота оцінюється 0 балів, що відповідає оцінці «2».

2)Обов'язковий мінімум засвоєння навчального матеріалу для другого і третього (В і С) рівнів визначається значенням критерію 0,8 < К < 0,9 (тобто близько 85 % від обсягу всього завдання). Для першого рівня ця вимога дещо жорсткіша -- учень має засвоїти не менш як 90 % його обсягу (0,9 <К<1,0).

3)Якщо учень, який опановує фізику на прикладному рівні її вивчення, засвоїв навчальний матеріал на рівні Р_І (А), то його знання і якість володіння практичними навичками відповідають оцінці «задовільно» («3»). Засвоєння ним матеріалу на рівні Р_ІІ (В) відповідає оцінці «добре» («4»), а на рівні Р_ІІІ (С) -- оцінці «відмінно» («5»).

4) Якщо учень виконав менш, ніж 50 % завдання (що відповідає значенню критерію К < 0,5), то це свідчить про недостатнє володіння набором основних знань і вмінь для засвоєння навчального матеріалу на рівні А, і його робота оцінюється на «1».

Практичне застосування такої системи оцінювання для визначення рівня засвоєння навчального матеріалу дає змогу ширше й об'єктивніше диференціювати якість знань і навичок учня а також здійснювати діагностичну функцію.

Так, наприклад, оцінюючи якість знань учнів, що працюють на рівні А, оцінкою «3», ми не бачимо відмінності в глибині засвоєння ними навчального матеріалу, про яке нас інформують бали 0, 1, 2 даного рівня у 10-бальній шкалі. Одержання учнем 0 або 1 балу є сигналом учителю, що цей учень наближається до недостатнього рівня володіння мінімумом знань і вмінь та потребує додаткових індивідуальних задач тренувального характеру з наявністю операцій розпізнавання, порівняння; на актуалізацію і відтворення ним набутих раніше під час вивчення дисциплін природничо-математичного циклу знань тощо.

Або, якщо учень виконує завдання рівня В і набирає лише 4 бали, то він отримує оцінку «3», тому що цей бал відповідає мінімальному значенню критерію К, коли учень може отримати на цьому рівні позитивну оцінку.

Інакше кажучи, даний учень не опанував уміння другого рівня складності і залишається на першому маючи оцінку «3». Одержання учнем 9 балів під час розв'язування ним задач підвищеної складності рівня С свідчить про наявність творчих здібностей учня, його здатності до наукової творчості тощо. Такі учні також потребують підвищеної уваги вчителя, бо за правильної організації його навчальної праці вже на шкільній лаві можна сформувати майбутнього наукового працівника (в тій галузі знань, яка відповідає його інтересам і профілю навчання).

ВИСНОВКИ

В ході проведеного дослідження були виконані основні його завдання, що дозволило нам зробити такі висновки:

1. Ефективним засобом здійснення диференційованого (профільного та рівневого) навчання учнів фізики є спеціальна система фізичних задач, використання якої в умовах реалізації задачного підходу до навчання дозволяє змінювати характер навчально-пізнавальної діяльності школярів, що проявляється в якості володіння та особливостях прояву ними конкретних навчальних вмінь.

2.Результат розв'язування систем задач важливий для аналізу розвитку специфічних вмінь як показника рівня їх сформованості.

3.Застосування рівневих систем фізичних задач, що мають певне фахове спрямування, виступає продуктивним засобом активізації розумової навчально-пізнавальної діяльності учнів, поглиблення, узагальнення та систематизації їх знань з природничо-математичних дисциплін.

4.За результатами дослідження вчителям фізики, які працюють у профільних класах, можна рекомендувати до використання запропоновану методику та розроблені рівневі системи фізичних задач з метою здійснення диференційованого навчання фізики.

5.Проблема диференційованого навчання фізики, пошуку та розробки засобів його здійснення об'ємна та багатогранна і не вичерпується проведеним її дослідженням. Актуальними будуть подальше вивчення впливу диференційованого навчання фізики на загальну успішність учнів; розробка аналогічних рівневих систем фізичних задач для інших розділів фізики та курсів її вивчення; з'ясування специфічності навчальних вмінь та особливостей їх формування в учнів гуманітарних класів, що повинно відображатися, на нашу думку, структурою та змістом відповідної системи фізичних задач.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. http://nazakon.com/document/fpart93/idx93094.htm

2. http://www.president.gov.ua/documents/151.html

3. http://www.uazakon.com/document/spart22/inx22101.htm

4. А.А. Шаповалов. Размышления при решении физических задач. Барнаул, 2001, 150 стр.

5. А.В. Усова, А.А. Бобров. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. М.: Просвещение, 1988, 111 стр.

6. А.Н. Малинин. Познавательный характер физической задачи // Физика в школе. №5, 1993.

7. А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике для средней школы. М.: Просвещение, 1986.

8. А.С. Енохович. Справочник по физике и технике. М.: Просвещение, 1989, 320 стр.

9. Анісімов А.Ю. Розвиток методики складання та розв'язування задач в умовах реалізації стандартів фізичної освіти: автореф. дисс. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 1990. - 26 с.

10. Божович Л.И. Психологические основы контроля знаний и умений учащихся //Психологические основы контроля умений. - М.:Академия, 1999. - С. 3-21.

11. Братанич О.Г. Педагогічні умови диференціації навчання учнів загальноосвітньої школи :автореф. дис. канд. пед. наук : спец. 13.00.09 «Теорія навчання». - Кривий ріг, 2008. - 20 с.

12. Братанич Ольга Григорівна. Педагогічні умови диференційованого навчання учнів загальноосвітньої школи : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня кандидата пед. наук : спец. 13.00.09 «Теорія навчання» / Братанич Ольга Григорівна. - Кривий Ріг, 2008. - 20 с.

13. Бугаев А.И. Методика преподавания физики. Теоретические основы. - М.: Просвещение, 1981.- 288с.

14. В.А. Балаш. 'Задачи по физике и методы их решения'.

15. В.Г. Разумовский, Э.М. Браверман. Урок физики в современной школе (творческий поиск учителя). М.: Просвещение, 1993, 288 стр.

16. В.П. Орехов, А.В. Усов. 'Методика преподавания физики'.

17. Вовкотруб В.П. Ергономічний підхід до оцінювання навчальних досягнень учнів з природничо-математичних дисциплін / Віктор Вовкотруб // Контроль і оцінювання навчальних досягнень учнів з природничо-математичних дисциплін : посібник для вчителів : статті / [за ред. В. Шарко]. - Херсон : Олді-Плюс, 2001. - С. 73-78.

18. Вознюк С.Г. Комплексна реалізація функцій навчання і структура узагальнених способів розв'язування задач у середній школі: автореф. дисс. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К, 1990. - 24 с.

19. Володарский В.Е. Обучение школьников решению задач //Физика в школе. - 2002. - №7. - С. 42-44.

20. Галатюк Ю.М. Творча пізнавальна діяльність учнів: Модульний підхід // Фізика. - №27(291). - 2006. - 24 с.

21. Давиден А.А. Изобретательские задачи в школьном курсе физики: Пособие для учителей. - Чернигов, 1996. - 96 с.

22. К.Н. Елизаров. 'Вопросы методики преподавания в средней школе'.

23. Касянова Г.В. Система фізичних задач для розвитку творчих здібностей учнів: автореф. дисс. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 1995. - 24 с.

24. Л.И. Резников, Э.Е. Эвенчик, С.Я. Шамаш. 'Методика преподавания физики в средней школе'.

25. Латишева Н.С. Задачный подход к изучению темы 8 класса «Изменение агрегатных состояний вещества» // Электронный журнал «Методист». - 2003. - №4. - С. 23-27.

26. Лукашик В.І. Збірник запитань і задач з фізики.-К.: Освіта, 1993.-208 с.

27. Лукіна Т.О. Місце та роль рівневих систем фізичних задач в процесі диференційованого навчання фізики//Фізика та астрономія в школі.-1997.-№4.

28. Лукіна Т.О. Оцінювання знань учнів в умовах задачного підходу при диференційованому навчанні фізики//Фізика та астрономія в школі.-1997.-№1.-С.38-41.

29. Лукіна Т.О. Система фізичних задач як засіб диференціації навчання фізики//Мат. ІІ. Міжвуз. Наук.-практ. конф. «Методологічні особливості викладання фізики на сучасному етапі». -Ч.2. - Кіровоград: КДПІ, 1996.-С.116-118.

30. Лукіна Т.О. Фізична задача як засіб диференційованого навчання учнів фізики: автореф. дисс. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 1997. - 18 с.

31. М.В. Чикурова. 'Некоторые приемы, развивающие интерес к решению задач' из журнала 'Физика в школе', 2000г.

32. Мельник П.О. Шляхи удосконалення процесу розв'язання фізичних задач з механіки в середній школі: автореф. дисс. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 1994. - 27 с.

33. Методика навчання фізики в старшій школі: навч.посіб./ За ред. В.Ф.Савченка.-К.:ВЦ «Академія», 2011.-296с.

34. Методика преподаванияфизики в 7-8 классахсреднейшколы. Пособие для учителя. / Под ред. А.В.Усовой. - М.: Просвещение, 1990. - 319 с.

35. Методика преподаванияфизики в 8-10 классахсредней школі. 41./ Под ред. В.П Орехова, и А.В. Усовой- М: Просвещение, 1980. - 320 с.

36. Мінаєв Ю.П. Технологізація процесу формування вміння розв'язувати фізичні задачі // Фізика та астрономія в школі. - 2004. - №2. - С. 38-42.

37. Назаренко Ю.В. Задачный подход к изучению темы «Электризация тел» // Электронный журнал «Методист». - 2003.- №4. - С. 44-46.

38. Основы методики преподаванияфизики. / Подред А.В.Перышкина , В.Г. Разумовского и В.А. Фабриканта. - М.: Просвещение, 1983. - 398 с.

39. Остапчук М.В. Система фізичних завдань для середньої загальноосвітньої школи в умовах диференціації навчального процесу: автореф. дисс. на здобуття наук. Ступеня канд. пед. наук. - К., 1995. - 24 с.

40. Павленко А.І. Методика навчання учнів середньої школи розв'язуванню і складанню фізичних задач (теоретичні основи) / Наук. ред. С.У. Гончаренко. - К.: ТОВ «Міжнар. фін. агенція», 1997. - 177 с.

41. Піскун О.В. Методичні засади використання якісних задач в умовах особистісно-зорієнтованого навчання фізики в загальноосвітній школі: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 2007. - 19 с.

42. Пойа Д. Как решать задачу. - М., 1961. - С.105.

43. Попова Т.М. Деякі особливості методики навчання розв'язуванню задач з фізики // Фізика та астрономія в школі. -№1. - 2000. - С. 29-31.

44. Попова Т.М. Методичні засади розвитку системи задач з механіки у класах з поглибленим вивченням фізики: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К.,2004. - 20 с.

45. Психологические основы контроля и оценивания достижений учащихся / [под ред. Л.И Божович]. - М., 2001. - С. 3-12.

46. Розвязування задач з фізики. Практикум. За заг. ред. Є.В.Коршака. - К.: Вища школа, 1986. - 132 с.

47. С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов. 'Методика решения задач по физике в средней школе'.

48. Шаповалова Л.А. Методика розв'язування задач міжпредметного змісту в процесі навчання фізики в загальноосвітній щколі: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук. - К., 2002. - 20 с.