Обощение опытаx

Государственное учреждение образования
«Средняя школа №1 г.Мозыря»
Описание опыта педагогической деятельности
«Ориентировочная основа деятельности как средство формирования
умений учащихся по решению физических задач»
Мартинович Марина Максимовна,
учитель физики
8(029)5458205;
e-mail: marinakychanova@mail.ru
0
Одним из условий обеспечения глубоких и прочных знаний у учащихся по
физике является организация их деятельности по решению задач.
Прежде всего, я обратила внимание на содержание понятия «физическая
задача» в пособиях по методике преподавания физики.
Одно из первых определений физической задачи дали С. Е. Каменецкий и
В. П. Орехов в пособии для учителей. «Физической задачей в учебной практике
обычно называют небольшую проблему, которая в общем случае решается с
помощью
логических
умозаключений,
математических
действий
и
эксперимента на основе законов и методов физики… В методической же и
учебной
литературе
под
задачами
обычно
понимают
целесообразно
подобранные упражнения, главное назначение которых заключается в изучении
физических явлений, формировании понятий, развитии физического мышления
учащихся и привитии им умений применять свои знания на практике» [2].
Рассматривая многие определения этого понятия, можно сделать вывод,
что физическая задача – это ситуация (совокупность определенных факторов),
требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе
законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и
на развитие мышления.
Анализируя свою профессиональную деятельность, я обратила внимание
на следующие противоречия, которые считаю актуальными:
 во-первых, неумение решать задачи учащимися, что является одной из
основных причин снижения успеха в изучении физики;
 во-вторых, неумение самостоятельно решать задачи, и это основная
причина нерегулярного выполнения домашних заданий;
 в-третьих, бездумное списывание решений задач из пособий серии
«Готовые домашние задания» приводит к отсутствию мыслительных
операций;
1
 в-четвертых, все больше моих учеников выбирают физику в качестве
профильного предмета и при этом испытывают трудности при решении
задач.
Цель опыта: повышение успеваемости учащихся и развитие у них умений
и навыков в решении физических задач за счет использования поэлементного
обучения.
Задачи опыта:
1. Изучить
дидактические
особенности
алгоритмизации
при
формировании умений учащихся по решению физических задач.
2. Разработать систему ориентировочных основ учебной деятельности
учащихся при решении физических задач.
3. Апробировать и оценить эффективность данного подхода к обучению
учащихся решению физических задач.
4. Обобщить материалы сформировавшегося опыта.
Работа над темой опыта включала следующие этапы:
 Первый
этап.
Анализ
психолого-педагогической
литературы
позволил выявить современное состояние проблемы организации
учебного процесса.
 Второй этап. Коррекция собственной деятельности, адаптация
новых идей к собственной практике; ее дополнение эффективными
средствами обучения.
 Третий этап. Проверка ведущей цели опыта. Наблюдение за
учащимися на уроках, беседы, анкетирование.
 Четвертый этап. Систематизация и обработка полученных
результатов.
В своей практической деятельности я использую большое количество
различных конкретных алгоритмов и алгоритмических предписаний. К
основным
свойствам
алгоритмов
относятся
их
детерминированность,
результативность и массовость. Алгоритмические предписания наряду с
основными свойствами обладают некоторыми особенностями, такими, как
2
неформализованность
«элементарная
действия
операция»
по
нему,
(элементарность
относительность
той
или
иной
понятия
операции
устанавливается в результате постоянной диагностики характера и уровня
сформированности операций), необходимость выделения в характеристике
оптимальности учебного алгоритма дидактических условий и др.
Алгоритм
выполняет
функцию
модели
деятельности.
Учебная
деятельность заключается в описании наблюдаемого, в организации поиска
ответа на поставленный вопрос, в объяснении наблюдаемых фактов и в
исполнении намеченного плана.
Познание любого процесса (явления или предмета) начинается с описания
наблюдаемого. На основе описания отыскивается первоначальная структура
деятельности (эвристика), которая становится основой создания предписания.
Полученное предписание, как правило, недостаточно детерминирует процесс
познания. Алгоритм же можно рассматривать как более изученную структуру
деятельности.
В своей деятельности по обучению учащихся умению решать задачи я
выделяю две структурные части: теоретическую, которая включает овладение
теорией, и практическую. При этом рассматриваю следующие педагогические
задачи:
 определение объема знаний, которые должны быть усвоены учащимися
под руководством учителя;

определение состава умений, необходимых для решения задач;

последовательность формирования у учащихся умения выполнять
отдельные операции.
Моя теоритическая подготовка должна обеспечить:
 четкое представление о методах решения физических задач;
 знание способов решения задач по физике;
 знание содержания и структуры способов решения задачи;
 овладение общим алгоритмом решения физической задачи;
3
 рассмотрение алгоритма решения задач определенного класса как
конкретизацию общего алгоритма для определенного раздела или
темы курса физики;
 умение выделить в алгоритме решения задач определенного класса
его структурные элементы и содержание отдельных действий;
 умение верно определять рациональный способ введения алгоритма в
учебный процесс.
Практическая часть включает следующие элементы:
 вооружение учащихся знанием содержания и общей структуры задач,
а также задач различных видов, их классификацией;
 вооружение учащихся знанием структуры процесса решения учебной
задачи;
 обучение учащихся особенностям решения задач различных видов
(вычислительных,
логических,
экспериментальных,
графических,
задач-рисунков);
 «выработка» алгоритмов решения задач по конкретным темам и на их
основе формулирование общего алгоритма решения учебных задач;
 Проведение специальной работы по усвоению учащимися структуры
алгоритма, раскрытие перед ними содержания отдельных действий;
 Определение последовательности решения задач по конкретной теме,
чтобы в процессе решения первых задач отрабатывались конкретные
операции, а затем осуществлялось свертывание их в обобщенные
действия;
 Обеспечение реализации учащимися всех этапов решения задач в
процессе решения.
В процессе решения задач использую следующие алгоритмы [3]:
 общий алгоритм решения задач;
 алгоритм преобразования единиц физических величин;
 алгоритм для определения производных единиц физических величин;
4
 алгоритм решения задач по определению механической работы;
 алгоритм решения задач по кинематике;
 алгоритм решения задач на второй закон Ньютона.
Используемая мною технология обучения решению задач состоит в
следующем. Процесс решения задач осуществляется через определенные
этапы, посредством определенных действий. Решение учебной задачи
начинается с восприятия условия задачи, с ознакомления с этим условием. Что
значит, ознакомится с условием задачи? Это значит представить, о каком
физическом явлении или процессе идет речь, каким образом это явление или
процесс заданы и какими величинами они характеризуются. Например, если
выяснили, что в задаче идет речь о механическом движении, то восприятие
заданного механического движения начинается с определения механического
движения. Поэтому следующим действием процесса ознакомления с условием
задачи
будет
составление
плана
анализа
заданной
ситуации.
Затем
определяются заданные условием характеристики процесса или явления,
границы конкретного их проявления, неизвестные величины, константы и
коэффициенты. Первый этап процесса решения физической задачи завершается
краткой записью ее условия и проверкой правильности ее выполнения.
Решение контролируется, т. е. осуществляется самоконтроль ученика за
выполнением собственной деятельности [3].
Обучение учащихся умению решать физические задачи необходимо
начинать с обучения деятельности, по восприятию ее условия. Для многих
учащихся эта деятельность является сложной, поэтому им раскрывается ее
структура, где выделяются элементарные операции, и учащиеся обучаются
каждой из них. Выполнение каждой операции следует превратить в умение.
Следующим этапом процесса решения физической задачи является
составление плана, что оказывается самым трудным. Трудность заключается в
неумении выделить структуру плана, определить действия, из которых он
складывается. Для того чтобы определить содержание каждого действия,
следует четко определить цель их выполнения. Такой целью является план
5
решения задачи. Действие ориентировки позволяет осуществить вторичный
анализ воспринятого условия задачи, в результате выполнения которого
выделяются физические теории, законы, уравнения, объясняющие конкретную
задачу. Затем выделяются методы решения задач одного класса и находится
оптимальный метод решения данной задачи. Результатом деятельности
учащихся является план решения, который включает цепочку логических
действий. Правильность выполнения действий по составлению плана решения
задачи
контролируется.
Данный
контроль,
как
правило,
является
самоконтролем по оценке оптимальности выбранного метода решения задачи.
Следующим этапом процесса решения задачи является осуществление
намеченного плана решения. Каким же образом можно обучать учащихся
реализации данного этапа. Во-первых, необходимо уточнить содержание
известных уже действий. Действие ориентации на данном этапе предполагает
еще раз выделение метода решения задачи и уточнение вида решаемой задачи
по способу задания условия. Последующим действием является планирование.
Планируется способ решения задачи, тот аппарат (логический, математический,
экспериментальный), с помощью которого возможно осуществить дальнейшее
ее решение. Контроль, за правильностью выполнения данного этапа
осуществляется по проверке правильности решения в общем виде путем
действий с именованными числами.
Последующий этап процесса решения задачи заключается в проверке
полученного результата. Осуществляется он снова теми же действиями, но
содержание действий изменяется. Действие ориентации - это выяснение
сущности того, что необходимо проверить. Например, результатами решения
могут быть значения величин коэффициентов, физических постоянных
характеристик механизмов и машин, явлений и процессов. Характер
полученного результата определяет и метод решения.
Перед тем как решать задачи, учащиеся учатся выполнять ее отдельные
элементы. Для этого я подбираю специальные упражнения или использую
отдельные элементы обычных задач из стабильного задачника. Эту работу я
6
начинаю задолго до того, как по теме следует решать задачу целиком.
Например, я начинаю обучать изображению сил на уроке изучения второго
закона Ньютона; записывать основное уравнение динамики при действии на
тело нескольких сил, а алгоритм решения задач даю только на уроке решения
задач по данной теме. За данное время учащиеся усваивают навыки,
необходимые при решении задач.
Давая алгоритм решения задачи, я сопровождаю его примером, образцом
решения задачи [3]. На этом же уроке учащиеся решают еще 1-2 задачи,
решение которых записывается в тетради. На следующем уроке я решаю для
образца еще 2-3 задачи, но учащиеся уже ничего не записывают. Во время
решения я веду беседу с классом, при которой учащиеся индивидуально или
коллективно отвечают на четко поставленные вопросы: куда направим ось
координат? Какие силы действуют на тело? Какая сила больше? Как записать
основное уравнение динамики в векторной форме? Как записать основное
уравнение динамики для проекций на оси координат? Как вычислить силу
трения?
Хочется подчеркнуть, что в этот момент никто из учащихся не должен
ничего записывать. Учащиеся, отвечая на вопросы, фактически самостоятельно
решают задачу, а я лишь веду записи на доске.
Данную работу я провожу систематически, в результате чего у учащихся
вырабатывается стереотип. Они сами начинают задавать себе подобные
вопросы, привыкая к последовательности действий.
Закончив решение 2-3 задач, я предлагаю учащимся самостоятельно
решить эти же задачи, сильным же учащимся я предлагаю более сложные
задачи, заставляющие их самостоятельно работать в более сложных условиях.
Слабые учащиеся, решив первую задачу, могут не справиться с решением
второй. Они забывают, что надо делать. Поэтому, я вновь объясняю решение
задачи, но теперь, только намечая общую схему решения, останавливаясь на
наиболее сложных местах.
7
Очень важно убедить ребят, что они способны и научатся решать задачи,
проявляя самостоятельность.
Постепенно самые слабые учащиеся начинают выполнять типовые задачи,
а сильные быстро уходят вперед, решая задачи повышенной сложности.
В этот период очень полезно организовывать взаимопомощь в парах или
группах. Например, целесообразно давать отдельные задания для пары или для
группы из четырех человек и устраивать соревнование, кто быстрее и больше
решит задач. Часто использую такой прием, когда учащиеся выполняют задачи
самостоятельно, но решают их не в тетради, а на отдельных листочках каждую
и по одной отдают на проверку. Если задача решена верно, я откладываю ее в
сторону, если нет – показываю ошибку и способ ее устранения.
Когда весь класс занят одной работой и учащиеся непрерывно подходят со
своими задачами, то не выдерживают и самые нерадивые. Они обязательно
включаются в работу и чаще всех подходят для консультации.
Все рассмотренные приемы преследуют одну цель – включить в работу
всех учащихся класса вне зависимости от их способности и трудолюбия.
К окончанию средней школы у учащихся должны быть сформированы
общие методы решения задач. Процесс усвоения учащимися методов решения
задач идет довольно сложно.
Проводимые мною наблюдения за деятельностью учащихся, изучение их
знаний о методах решения задач на основе анализа письменных работ
позволяют предположить, что усвоение общих методов идет путем усвоения
содержания отдельных операций, из которых складывается деятельность
учащихся [3]. На основе сравнения методов решения в различных классах,
применяемых учащимися, можно судить о том, как происходит свертывание
операций в определенную структуру, познание самой структуры.
Учащимся своих классов объясняю, что для того чтобы научиться решать
задачи, надо много поработать. Но эта работа не сводится лишь к решению
большого числа задач. Необходимо научиться такому подходу к задаче, при
8
котором задача выступает как объект тщательного изучения, а ее решение – как
объект конструирования и изобретения.
Для
оценки
результативности
и
эффективности
опыта
были
использованы следующие критерии:
1. Выработка умения анализировать условие задачи.
2. Знание основных операций, из которых складывается процесс решения
задач, и умение их выполнять.
3. Усвоение структуры совокупности операций.
4. Овладение предписаниями алгоритмического типа по решению задач
определенных видов (вычислительных, логических, экспериментальных).
5. Усвоение общего предписания алгоритмического типа по решению
физических задач.
6. Перенос усвоенного метода решения задач по одному разделу на решение
задач по другим разделам и предметам.
Результативность опыта подтверждается следующими достижениями
учащихся [3]:
1. Наблюдается
положительная
динамика
результатов
учебной
деятельности.
2. Умения решать физические задачи по алгоритму переходят в навык.
3. Повышается интерес к изучению предмета, что характеризует динамику
участия в международном конкурсе «Зубренок»; диагностического
тестирования.
Заключение. Описанный подход к обучению учащихся умению решать
задачи по физике повышает их мотивацию; является средством диагностики
общего умственного развития и специальных способностей учащихся. Процесс
решения задач является средством контроля
знаний, умений и навыков
учащихся. Является условием предупреждения формализма в знаниях
учащихся и условием выработки у них умения применять знание на практике;
воспитывает трудолюбие, настойчивость, волю, характер, целеустремленность.
По данным причинам считаю опыт работы перспективным.
9
Список использованных источников
1. Запрудский,
Н.
И.
Педагогический
опыт:
обобщение
и
формы
представления / Н. И. Запрудский. Минск: Сэр-Вит, 2014. – 256с.
2. Каменецкий С. Е. Методика решения задач по физике в средней школе /
С. Е. Каменецкий, Орехов В. П. – Москва: Просвещение, - 90 с.
3. Тулькибаева, Н. Н. Методика обучения учащихся умению решать задачи /
Н. Н. Тулькибаева, А. А. Усова. – Челябинск: ЧПИ, 1981. – 87 с.
4. Наумчик, В. Н. Физика: консультации; алгоритмы решения задач; ответы
/ В. Н. Наумчик. – Минск: Соврем. слово, 2004. – 272 с.
5. Перышкин А. В. Основы методики преподавания физики в средней
школе / А. В. Перышкин. – Москва: Просвещение, 1984. – 112 с.
10
Приложение 3
Общий алгоритм решения задач
1. Внимательно прочитайте условие задачи и уясните основной вопрос;
представьте процессы и явления, описанные в задаче.
2. Повторно прочитайте содержание задачи для того, чтобы четко
представить основной вопрос задачи, цель решения ее, заданные
величины, опираясь на которые можно вести поиски решения.
3. Произведите краткую запись условия задачи с помощью общепринятых
буквенных обозначений.
4. Выполните рисунок или чертеж к задаче.
5. Определите, каким методом будет решаться задача; составьте план ее
решения.
6. Запишите основные уравнения, описывающие процессы, предложенные
задачной системой.
7. Найдите решение в общем виде, выразив искомые величины через
заданные.
8. Проверьте правильность решения задачи в общем виде, произведя
действия с наименованиями величин.
9. Произведите вычисления с заданной точностью.
10.Произведите оценку реальности полученного решения.
11.Запишите ответ.
12.Выясните, есть ли другие способы решения задачи. Подумайте, как
изменится результат, если внести изменения в условие задачи.
Проанализируйте предельные или частные случаи общего решения,
попытайтесь объяснить результаты такого анализа.
11
Алгоритм преобразования единиц физических величин
1. Запишите в левой части равенства численное значение рассматриваемой
величины с указанием наименования ее единицы, а в правой части
равенства выделите наименование величины с коэффициентом
«единица»: 5 м/с = 5 ∙ 1 м/с.
2. Запишите
соотношение
заданной
единицами измерения: 1 м =
1
1000
единицы
км, 1 с =
1
3600
величины
с
новыми
ч.
3. В левой части равенства запишите численное значение заданной
величины, а в правой – соотношения через новые единицы: 5 м/с = 5 ∙
1
1000
км :
1
3600
ч=5∙
1
1000
км ∙
3600
1
ч.
4. В правой части равенства осуществите все действия с коэффициентами и
наименованиями: 5 м/с =
5 ∙3600 км
100 ч
= 18 км/ч.
Алгоритм для определения производных единиц физических величин
1. Напишите формулу, выражающую связь величин, единицу которой
нужно определить, с другими величинами.
Например, необходимо определить единицу электроемкости в СИ. Для этого
q
запишите определяющую формулу для величины электроемкости: C = . (1)
U
2. Вместо букв, обозначающих значения величин, поставьте в формулу (1)
наименования их единиц в СИ: [C] =
1 Кл
1В
. (2)
3. Произведите действия с наименованиями: [C]= 1
Кл
В
.
4. Дайте определение единицы величины.
5. Если есть необходимость, то введите название единицы, т. е. 1
Кл
В
=
фарад.
6. Введите кратное обозначение единицы: 1
Кл
В
= 1 Ф.
12
Алгоритм решения задач по определению механической работы
1. Прочитайте условие задачи.
2. Запишите условие задачи с помощью общепринятых буквенных
обозначений.
3. Сделайте чертеж, укажите на нем движущееся тело (или систему тел) и
графически изобразите силы, действующие на тело.
4. Укажите направление движения тела.
5. Определите силы, действующие в направлении движения.
6. Запишите формулу для определения работы: A = F ∙ ∆ґ ∙ соs∙α (1).
7. Подставьте в формулу (1) значения величин в системе СИ и произведите
вычисления.
8. Оцените полученный результат решения.
Алгоритм решения задач по кинематике
1. Прочитайте условие задачи.
2. Выделите тела, находящиеся в движении, и вид движения.
3. Кратко запишите условие задачи.
4. Запишите основные уравнения кинематики в векторной форме.
5. Выберите систему отсчета и покажите параметры движения тела.
6. Осуществите перевод уравнений кинематики из векторной формы в
скалярную (запишите в проекциях на избранные направления
координатных осей).
7. Решите полученную систему уравнений относительно искомых величин в
общем виде.
8. Проверьте правильность решения в общем виде путем операций с
наименованиями единиц величин, входящих в формулу.
9. Подставьте в решение общего вида заданные значения величин в системе
СИ и произведите вычисления.
10.Произведите оценку достоверности полученного результата.
13
Алгоритм решения задач на второй закон Ньютона
1) Прочитайте
внимательно
условие задачи. Выясните, какое
тело движется. Под действием
каких сил? Каков характер
движения?
Автомобиль массой 5 т, двигаясь от
остановки ускоренно, прошел 400 м.
Сила тяги, развиваемая двигателем,
5кН. Коэффициент трения 0,05. Какую
скорость приобретет автомобиль к
концу разгона?
2) Запишите
краткое
условие m = 5 10³ кг
задачи. Одновременно выразите
s = 400 м
все величины в единицах СИ.
F = 5 10³ Н
µ = 0,05
ʋ-?
3) Сделайте чертеж. Изобразите
оси координат, тело и все
действующие на тело силы.
⃗
𝑁
У
𝐹
a
𝐹
𝑚𝑔
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
Х
4) Запишите уравнение второго 𝑅
⃗⃗⃗ = 𝐹 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
⃗
𝐹𝑚𝑝 + m𝑔 + 𝑁
закона Ньютона в векторном
виде.
5) Запишите основное уравнение Ох: mɑ = F - Fmp
динамики для проекций на оси
Оу: 0 = N - mg
координат.
6) Найдите
все
величины, Fmp = µN
входящие в эти уравнения.
mа = F - µN
Подставьте их в уравнения.
N = mg
7) Решите уравнение (или систему mа = F - µmg
уравнений)
относительно
𝐹− µ𝑚𝑔
неизвестной
величины,
т.е. ɑ = 𝑚 .
решите задачу в общем виде.
14
8) Найдите искомую величину.
ʋ = √2 ɑ𝑠; ʋ = √ 2 ∙
𝐹− µ𝑚𝑔
𝑠
∙ s.
9) Определите единицу величины.
кг∙м/с²
ʋ-√
∙ м = м/с.
кг
Проверьте, подходит ли она по
смыслу.
10)
Рассчитайте число.
11)
Проверьте
ответ
«глупость» и запишите его.
√400 = 20.
на ʋ = 20 м/с.
Лист самооценки умений решать физические задачи
по теме «Кинематика» (9 класс)
№
Умения
решать Могу
физические задачи
выполнить
1
Умение
определять
раздел физики и явления,
к которым относится
условие задачи
2
Умение
известные
величины
3
Умение
сокращенно
записывать
условие
задачи
4
Умение
выражать
величины в СИ
5
Умение
находить
недостающие данные из
таблиц
6
Умение
изображать
рисунок к задаче
Могу
Не
могу
выполнить по выполнить
образцу
выделять
и искомые
15
7
Умение
выражать
неизвестные величины
через известные. Решать
задачу в общем виде
8
Умение
производить
вычисления
9
Умение
осуществлять
проверку результата по
наименованиям
Мои выводы:_________________________________________________________
Проблемы с решением задач заключаются в ______________________________
Результаты учебных достижений учащихся по физике за 2010-2013 уч.г.
Уч. год
Качество
знаний
Средний балл
2011/2012
29%
5,35
2012/2013
31%
6,95
2013/2014
34%
7,45
40
34
35
30
31
29
25
20
Качество
знаний
15
10
5.35
6.95
7.45
Средний
балл
5
0
2011/2012
2012/203
2013/2014
16
Результаты входного и повторного анкетирования
«Уровень сформированности обобщенного умения решать задачи»
62
70
57
58
60
48
50
36
40
35
30
30
27
20
13
10
8
5
0
1
3
2
3
4
5
6
1. Умею анализировать условие; владею отдельными операциями, общими
для большого класса задач.
2. Умею решать задачи различных видов.
3. Владею системой способов решения и методов решения задач,
алгоритмами решения задач по конкретным темам.
4. Владею общим алгоритмом решения физических задач.
5. Решать задачи не умею, переписываю готовое решение.
6. Не решаю задачи, так как мне это не интересно.
17
Динамика изменения степени обученности учащихся
(по итогам контрольных работ)
60
52
50
47
48
45
41
39
40
35
30
20
10
0
0
2011/2012
2012/2013
2013/2014
2014/2015
2 четверть
41
48
39
35
4 четверть
47
52
45
0
Результаты участия учащихся в международном конкурсе
«Зубренок»2011-2014 уч.г.
Уч. год
Количество
учащихся
Призы
2011/2012 9
1
2012/2013 10
2
2013/2014 12
3
18
14
12
12
10
10
9
8
Количество
учащихся
6
4
3
Призов
2
2
1
0
2011/2012
2012/2013
2013/2014
Результаты диагностического тестирования
Уч. год
Количество
учащихся
Средний балл
2011/2012 10
67,14
2012/2013 15
68
2013/2014 18
69
80
70
69
68
67.14
60
50
40
Количество
учащихся
30
20
10
15
18
10
Средний
балл
0
2011/2012 2012/2013 2013/2014
19