Учебно-методический комплекс по физике

Учебно-методический комплекс по физике

Барнаульский государственный педагогический университет

Наряду с несомненными достижениями, отечественная школа за десятилетия своего существования накопила ряд проблем. Были предприняты очередные попытки реформировать среднюю школу. Одним из ярких результатов преобразовательных процессов, прошедших в средней школе, явилась уровневая и профильная дифференциация обучения. С одной стороны, школа, учитель, ученик получили возможность выбора учебного плана и программы, учебника, глубины погружения в предмет. С другой стороны, во многих случаях возможность предоставляемого выбора оказалась нереализованной, в первую очередь, по причине неготовности к ней со стороны учителей. Наша позиция основана на том, что в идеале каждый предмет по целям, содержанию, уровню, способам преподавания должен быть адаптирован к профилю класса, в котором он должен преподаваться. В то же время, учитывая реальное состояние дел в школе, мы поставили перед собой задачу разработать компромиссный вариант единой программы курса физики для старших классов средней школы различного профиля обучения. Чтобы программа оказалась востребованной и практически реализуемой, она должна была быть подкреплена неразрывно связанным с ней учебно - методическим комплексом. Поставленная задача целенаправленно решается автором и группой учителей г. Барнаула начиная с 1985 г. Начиная с 1996 г. к разработкам активно привлекаются студенты Барнаульского педагогического университета. В настоящее время разрабатываемый комплекс включает в завершенном виде развернутую программу по физике для средней школы, несколько вариантов курса элементарной физики и тетрадь на печатной основе для учащихся 10 класса, два сборника многовариантных контрольных работ, видеофильм и две книги для учителя по демонстрационному физическому эксперименту, пособия по обучению школьников решению физических задач и конструированию лабораторного эксперимента по механике.

Особенности нашего варианта программы по физике сводятся к следующим позициям. Преподавание физики в классах различного профиля предполагает выделение в явном виде взаимосвязанных и, в то же время, относительно независимых составляющих: предметной, методологической, общеучебной и общепедагогической. Перечень вопросов, изучаемых в классах различного профиля, примерно одинаков, однако объем учебного материала, приходящегося на каждый вопрос, глубина его изучения, удельный вес и значимость каждой из составляющих различны.

По всем профилям и на всех уровнях обучения предметная составляющая физики, как правило, ориентирована на изучение физических явлений, (процессов, состояний) с качественной, количественной, сущностной, прикладной позиций. Изучение явлений с качественной позиции предполагает проведение соответствующих наблюдений, постановки демонстрационных и лабораторных опытов, в ходе которых ученики будут учиться наблюдать, фиксировать факты, получаемые в ходе наблюдений, формулировать суждения единичного и общего характера, анализировать получаемую информацию, осуществлять ее синтез, формировать физические понятия. Изучение явлений с количественной позиции предполагает введение производных физических величин, описывающих эти явления, процессы, состояния и установление связей между физическими величинами. Предполагается, что и введение величин, и установление связей между величинами будет проводиться на экспериментальной основе или, в крайнем случае, со ссылкой на эксперимент, который поставить в учебном процессе, по тем или иным причинам, нельзя. При раскрытии сущности изучаемых явлений знание не должно преподноситься ученикам в готовом виде. Для объяснения полученных в ходе наблюдений и экспериментов фактов, должны выдвигаться гипотезы, строиться модели. Гипотезы следует развивать таким образом, чтобы на логическом уровне реализовывалась их предсказательная функция. Критерием истинности высказываемых суждений должен являться физический эксперимент. Изучение любого явления должно соотноситься с жизнью, практикой. Ученики должны научиться применять полученные знания для объяснения новых физических явлений, с которыми они могут столкнуться в природе, окружающей жизни, быту, технике.

В классах гуманитарного профиля учебный материал со всех позиций рассматривается с минимальным использованием аппарата элементарной математики. В математических классах, напротив, получает развитие математический аппарат курса физики. Ученики учатся применять знания, полученные в курсе математики, к решению конкретных физических задач. В физических классах в максимальной мере находят сочетание формально - логический, математический и наглядно-образный подходы к описанию физических явлений, процессов, состояний. Ученики учатся не только описывать и объяснять явления окружающего мира, но и применять знания к решению различного вида физических задач, включая задачи повышенного уровня сложности.

Предметная составляющая преподавания физики ориентирована на формирование у учащихся знаний фактов науки, системы физических основных и производных понятий и величин, фундаментальных и учебных экспериментов, физических законов, теорий, материала прикладного характера; умений применять полученные знания в стандартных и нестандартных ситуациях; ценностно-ориентационных установок на положительное отношение к предмету, его преподавание, профессию педагога.

В отдельный блок в программе выносится методологическая составляющая предмета, предполагающая формирование у учащихся знаний о знаниях, их видах и структуре, способах получения, правилах описания. Этот блок является обязательным для всех профилей обучения в связи с тем, что во многих учебных предметах, не только естественно-научного, но и гуманитарного профиля, могут быть выделены те же виды знаний, что и в физике. Соответственно, будет аналогичной и структура этих видов знания, и правила описания. Изучение методологических вопросов науки позволит ученикам более рационально изучать как физику, так и другие учебные предметы, особенно, если преподаватели этих предметов также выделят методологическую составляющую в явном виде и будут ориентироваться на нее в своей работе. Кроме того предполагается, что, освоив методологические вопросы науки и научившись применять их в конкретных ситуациях, лицеисты в будущем смогут использовать полученные знания и умения в собственной педагогической деятельности. В связи с этим, методологическим вопросам науки, связанным с видами знаний, их структурой, способами получения, правилами описания, отводится не меньшая роль, чем знаниям предметным. В классах же гуманитарного профиля меняются акценты преподавания. На первое место здесь выносятся методологические знания. Физика же, в первую очередь, рассматривается как очень удобный предмет для иллюстрации и отработки этих знаний.

Общеучебная составляющая, так же, как и методологическая, предназначена для использования ее внутри предмета и для переноса на другие предметы для рационализации работы с учебным материалом. Владение этой составляющей и умение реализовать ее, также относится к профессионально значимым компонентам деятельности педагога любого профиля. К общеучебной составляющей относятся способы преобразования учебного материала, одним из видов которого является его систематизация, кодирование информации, построение устных и письменных рассказов, работа с учебной и научно-популярной литературой, написание рефератов, проведение наблюдений и экспериментов, обработка их результатов и т. д.

При преподавании физики в классах любого профиля учащиеся должны научиться сворачивать учебную информацию и представлять ее в виде логических конспектов, структура которых определяется внутренней логикой изучаемого вида знания. При сворачивании информации, учащиеся, в первую очередь, должны освоить такие способы кодирования информации, как использование общепринятых и специальных сокращений, аббревиатур, математических, физических, технических, собственных символов, знаков, рисунков, опорных слов и словосочетаний. Разворачивая информацию, учащиеся должны научиться по кратким логическим конспектам воспроизводить полные учебные тексты и представлять их в письменной и устной форме.

Наличие общепедагогической составляющей в составе содержания физического образования обусловлено спецификой профессиональной деятельности выпускников, ориентированных на работу с людьми (будущих педагогов, врачей, работников культуры и т. д.) и носит пропедевтический характер. Общепедагогическая составляющая предполагает, что наряду с осуществлением учебно-воспитательного процесса, педагог будет систематически раскрывать содержание, специфику собственной деятельности, объяснять сущность собственных поступков. Кроме того, ученики периодически будут брать на себя часть функций педагога, решать некоторые педагогические задачи, моделировать педагогические ситуации.

Содержание и основные идеи программы нашли отражение в курсе элементарной физики и его дополненном и переработанном варианте "Молеку-лярная физика и электромагнетизм: теория, задачи, тесты". Теоретический материал во всех разделах этих пособий представлен в краткой и лаконичной форме в соответствии с логической структурой знания о физическом явлении. В учебном пособии "Молекулярная физика и термодинамика с элементами методики их изучения" все разделы представлены в развернутом, сокращенном и конспективном вариантах. Особенностью пособия также является представление материала по любому вопросу и в любом варианте в соответствии с единой логической структурой описания физического явления. Согласно этой же логике составлены вопросы к каждому разделу. Пособие содержит образцы решения основных типов физических задач по каждому разделу излагаемого курса. Первый раздел пособия посвящен методологическим и методическим проблемам изучения физики.

Для самостоятельной работы учащихся с теоретическим материалом подготовлена "Тетрадь на печатной основе по элементарному курсу молекулярной физики и электродинамики".

По всему курсу физики 10 класса разработаны кодотранспаранты (в другом варианте слайды) для использования их учителем на этапах обобщения и повторения учебного материала. Комплект содержит 53 листа, из них - 32 листа - логические конспекты теоретического материала, 10 листов - структурно-логические схемы изучения теоретического материала, 11 листов - схемы решения типовых задач. Все информационные сообщения в логических конспектах, представленные в форме различных знаков, объединены в логически завершенные группы, соответствующие структуре изучения физического. Последовательность расположения знаковых групп в конспекте соответствует последовательности расположения соответствующих блоков в структурно-логической схеме.

Демонстрационные опыты, являющиеся одним из наиглавнейших элементов комплекса, записаны на видеопленку, которая может использоваться учителем при подготовке к уроку, либо непосредственно на уроке. Видеофильм содержит 3 видеокассеты с общей длительностью записи более 7 часов. При постановке опытов использовалось в основном типовое оборудование школьного кабинета физики, однако ряд явлений показан на более сложном, либо нестандартном оборудовании. Также на пленке записаны опыты, постановка которых в школе по тем или иным причинам невозможна (например, опыты с ртутью). Демонстрации сопровождаются комментариями, позволяющими обратить внимание на необходимые стороны происходящих явлений и констатировать факты, подлежащие дальнейшему анализу. Отбор демонстраций для видеозаписи и логика их следования таковы, что позволяют наиболее простым способом организовать изучение материала согласно структуре знания о физическом явлении. В то же время в видеофильме отсутствует навязывание его пользователю методов изучения материала. Краткие описания физических демонстраций и фотографии демонстрационных установок, снятых в видеофильме, содержатся в книгах для учителя "Система демонстрационных опытов по элементарному курсу молекулярной физики и электродинамики" и "Система демонстрационных опытов по элементарному курсу физики (электромагнитная индукция, колебания и волны, фотоэффект). Приведенный в книгах текст является вариантом минимального текста, который необходимо произнести вслух для представления учащимся демонстрируемых установок и констатации фактов, устанавливаемых в ходе демонстраций.

Чтобы индивидуализировать самостоятельную работу учащихся и сделать более эффективным контроль уровня усвоения материла, разработаны два сборника 30-вариантных контрольных работ по элементарному курсу молекулярной физики и электродинамики. Дополняет сборник многовариантных контрольных работ учебное пособие "Обучение школьников решению задач по физике". Особенностью этой книги является то, что в ней детально разобраны такие задачи, которые обычно вызывают у решающих затруднения, прямо не связанные с объемом их знаний по физике. Эти задачи вполне могут использоваться учителями в качестве иллюстрационных для уроков, на которых показываются общие принципы решения задач.

Элементом комплекса является и пособие для учителей по методике конструирования и содержанию лабораторного эксперимента по элементарному курсу механики. В пособии даются рекомендации по изготовлению несложного конструктора, приведены нестандартные инструкции к большому количеству работ физического практикума.

Работая с учебным материалом ученики должны иметь перед собой четко поставленную цель, которая и определит характер самой работы. Цели могут быть связаны с необходимостью понять материал, запомнить его, овладеть образцами или научиться самостоятельно решать задачи, найти ответы на вопросы или научиться ставить их, выделить главное, систематизировать знания, научиться пересказывать материал возможно ближе к тексту или своими словами, подробно или предельно сжато, воспроизводить информацию письменно или устно, придерживаться плана текста учебника или строить рассказ согласно иной логике. Достичь при работе с учебным материалом одновременно большого количества целей можно придерживаясь следующих правил.

1. При изучении любого вопроса курса физики, сопоставить его с общей схемой изучения физического явления. 2. Составить структурно - логическую схему изучаемого материала. 3. При получении информации из разных источников - наблюдений, экспериментов, учебника, дополнительной литературы, устной речи, диафильмов, видеофильмов - фиксировать информацию с использованием различных знаков. 4. Систематизировать знаки в соответствии с составленной логико - структурной схемой и составить логический конспект учебного материала согласно перечисленным выше правилам. 5. Пользуясь составленным логическим конспектом, в предельно сжатой форме устно воспроизвести учебный материал. При воспроизведении особое внимание следует обращать на соответствие текста описанию воспроизводимого элемента знания. 6. Воспроизвести логический конспект по памяти за заранее регламентированное время (5-10 минут на 1 конспект). 7. Еще раз устно, пользуясь конспектом, также за ограниченное время (5-10 минут), четко, ясно, эмоционально, с расставлением акцентов, ссылками на соответствующие рассказу места в конспекте, воспроизвести материал. 8. Если к учебному материалу уже составлены вопросы, то соотнести их с элементами общей схемы изучения явления. Если вопросы не составлены, то составить их самостоятельно, опять же ориентируясь на элементы общей схемы изучения явления. Ответить на вопросы. 9. Рассмотреть образцы решения задач, обратив особое внимание на последовательность записи уравнений и связь их между собой. 10. Решить задачи, аналогичные предложенным в качестве образцов. 11. Решить задачи, отличающиеся по своему сюжету от образцов.