Физика (стр. 3 )

Пример 4

Груз какой массы надо подвесить в точке В (см. рисунок), чтобы рычаг находился в равновесии?

1)

100 г (31%)

2)

150 г (17%)

3)

400 г (45% - правильный ответ)

4)

300 г (7%)

Трудными для семиклассников оказались задания повышенной сложности: расчетные задачи на применение двух формул (пример 5) и задания на два вида деятельности (пример 6).

Пример 5

Камень объёмом 0,01 м3 упал с обрыва высотой 6 м на землю. Плотность вещества камня 2500 кг/м3. Чему равна работа силы тяжести? Ускорение свободного падения g = 10 Н/кг.

Ответ: 1500 Дж. (34%)

Пример 6

Две одинаковые мензурки с разными жидкостями уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). В первой мензурке находится жидкость, плотность которой равна 0,88 г/см3. Определите плотность жидкости во второй мензурке.

Ответ: 1,6 г/см (24%)

Физика, 8 класс (март-апрель)

Характеристика инструментария

Все комплекты тестов состояли из 4-х вариантов, в каждом варианте по 14 заданий: 11 заданий с выбором ответа и 3 задания с кратким ответом. В каждом варианте были представлены как задания базового уровня сложности, так и задания повышенного уровня сложности (до 30% заданий).

За правильное выполнение каждого задания выставлялся 1 балл. Максимальный балл, который можно было получить за правильное выполнение всей работы, — 14 баллов. Время выполнения работы – 45 минут.

Большинство тестировавшихся восьмиклассников выполняли работу по комплекту, разработанному для программы изучения физики по учебнику . На момент проведения диагностических работ учащиеся школ, работающих по данному УМК, должны были изучить разделы «Тепловые явления» и «Электрические явления».

По каждому разделу в работе были представлены задания, которые проверяли овладение понятийным аппаратом, который должен быть сформирован при изучении курса физики 8 класса:

·  знание и понимание смысла физических понятий (тепловое движение молекул, теплопередача, электрический заряд, электрическое поле, электрический ток, проводники и изоляторы);

·  знание и понимание смысла физических величин (внутренняя энергия, количество теплоты, сила тока, электрическое напряжение, электрическое сопротивление);

·  знание и понимание смысла физических законов (закон сохранения электрического заряда, закон Ома для участка цепи, закон Джоуля-Ленца);

·  умение описывать и объяснять физические явления (способы изменения внутренней энергии, нагревание и охлаждение вещества, парообразование и конденсация, плавление и кристаллизация, электризация).

В работу были включены одна или две расчетные задачи на проверку основных законов и формул.

Для объяснения тепловых и электрических явлений на уровне молекулярного строения вещества необходимо привлекать знания из курса 7-го класса по теме «Первоначальные сведения о строении вещества». Поэтому в работу было включено одно задание на проверку знаний по данной теме.

Задания диагностической работы характеризовались также по способу представления информации в задании или дистракторах и подбирались таким образом, чтобы проверить умения учащихся читать графики зависимости физических величин, табличные данные и использовать различные схемы или схематичные рисунки. Такие задания позволили проверить сформированность умений проводить анализ результатов экспериментальных исследований, в том числе, выраженных в виде таблицы или графика, переводить информацию из одной знаковой системы в другую.

Результаты

Работу по физике выполняли 13767 обучающихся из 446 образовательных учреждений. Средний процент выполнения теста – 60%.

Таблица 5

Авторы учебников по физике для 7 класса	Количество классов	Число учащихся	Средний % выполнения теста
	639	13207	60%
,	27	560	69%
Всего:	666	13767	60%

На основе анализа статистических характеристик теста была установлена граница, определяющая достаточный уровень овладения учебным материалом по физике: 6 заданий (50% от числа заданий базового уровня сложности).

Распределение учащихся по количеству полученных тестовых баллов представлено на диаграмме.

Распределение по тестовым баллам

Рис. 3

Доля учащихся, не достигших достаточного уровня овладения учебным материалом (выполнили менее 6 заданий), составляет 17 % (2 285 учащихся). На «отлично» и «хорошо» выполнили работу 49% тестируемых, набрав от 9 до 14 баллов.

В таблице 6 представлены данные о выполнении заданий по контролируемым элементам содержания.

Таблица 6

Контролируемый элемент содержания	Средний % выполнения
Первоначальные сведения о строении вещества
Строение вещества	80
Связь температуры с хаотическим движением частиц	68
Тепловые явления
Тепловое движение молекул	76
Внутренняя энергия	86
Способы изменения внутренней энергии	57
Виды теплопередачи (теплопроводность, излучение, конвекция)	76
Удельная теплоемкость	80
Количество теплоты при нагревании и охлаждении вещества	69
Кипение. Температура кипения	58 (П)
Удельная теплота парообразования	78
Удельная теплота плавления	52
Электрические явления
Электризация тел	48
Взаимодействие зарядов	76
Закон сохранения электрического заряда	43
Электрическое поле	49(П)
Постоянный электрический ток	64
Сила тока	70
Проводники и изоляторы	51
Закон Ома для участка цепи	65(П)
Расчет простейших электрических цепей	55(П)
Параллельное и последовательное соединение проводников	71
Закон Джоуля-Ленца	42 (П)
Физические методы изучения природы
Физические понятия: тело, величина, вещество, явление	45
Физические процессы (изменение физических величин) в электродинамике	14(П)

По критериям, принятым в практике педагогических измерений, элемент содержания (умение) считается усвоенным (сформированным) для данной группы обучающихся, если процент выполнения заданий, проверяющих их, составляет не менее 65% для заданий с выбором ответа и не менее 50% для заданий с кратким ответом.

В соответствии с этими критериями можно утверждать, что у восьмиклассников сформированы основные понятия о молекулярном строении вещества и о связи температуры с хаотическим движением молекул.

Практически все проверяемые элементы содержания раздела «Тепловые явления» имели высокий процент выполнения, исключения составили задания на способы теплопередачи и на понимание физического смысла удельной теплоты плавления.

В разделе «Электрические явления» восьмиклассники испытывали трудности при анализе процесса электризации, при решении задач на закон Джоуля-Ленца, а также при выполнении заданий на понимание электрического поля и закона сохранения электрического заряда

Диагностическое исследование показало также, что у учащихся не сформированы базовые понятия (величина, явление). Восьмиклассники испытывают трудности также при анализе простейших электрических схем.

Для повышения процента выполнения практико-ориентированных заданий (на анализ способов теплопередачи, электрических схем и др.) необходимо в полной мере использовать на уроке демонстрационный и фронтальный эксперимент, расширять исследовательскую и проектную деятельность во внеурочное время.

Выполнение заданий на понимание и объяснение процесса электризации, взаимодействия электрических зарядов, применения понятия «электрическое поле» требует от школьника построения и использования достаточно абстрактных моделей структуры материи. Для формирования этих моделей и повышения наглядности обучения в этом случае целесообразно использовать интерактивные анимационные модели (например, учебные модули Единой коллекции http://school-collection. *****/catalog/ или ФЦИОР http://fcior. *****/ , находящиеся в открытом доступе на образовательных порталах сети Интернет).

Описание уровня подготовки учащихся, получивших различные отметки на тестировании

Категории участников тестирования	Описание уровня подготовки по физике категорий участников тестирования
Отметка «5». Учащихся этой категории – 14%.	Уровень освоения достигнут по всем проверяемым элементам содержания.
Отметка «4». Учащихся этой категории – 35%.	Затруднения вызвали вопросы на проверку следующих элементов содержания: ·  способы теплопередачи; ·  кипение; ·  электризация; ·  закон сохранения электрического заряда; ·  электрическое поле; ·  проводники и изоляторы; ·  физические понятия; физические процессы в электродинамике.
Отметка «3». Учащихся этой категории – 34%.	Процент выполнения 65% и выше достигнут для отдельных заданий, проверяющих знание понятийного аппарата курса физики: ·  понятие о молекулярном строении вещества; ·  внутренняя энергия; ·  виды теплопередачи; определение удельной теплоемкости и удельной теплоты парообразования.
Отметка «2. Учащихся этой категории – 17%	Для данного уровня подготовки отсутствуют полностью усвоенные контролируемые элементы содержания.

Примеры проблемных заданий

К концу второго года обучения физике у учащихся 8-х классов оказались несформированными понятия о физической величине и физическом явлении (пример 1), единицах физических величин и приборах для их измерения (примеры 2 и 3 соответственно). Аналогичный результат был получен при диагностическом тестировании семиклассников. Таким образом, базовые понятия не отработаны еще в 7-ом классе.

Пример 1

Установите соответствие между физическими понятиями и примерами: для каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.

ПОНЯТИЯ	ПРИМЕРЫ
A)	физическая величина	1)	инерция
Б)	физическое явление	2)	динамометр
		3)	килограмм
		4)	масса

Запишите в таблицу выбранные цифры.

А	Б

Правильный ответ: 4 1.

С этим заданием справились 31% восьмиклассников, в 7-м классе его выполнили 21% учащихся.

Пример 2 (процент выполнения 27%)

Установите соответствие между физическими величинами и единицами этих величин в системе СИ: для каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ЕДИНИЦЫ
A)	масса	1)	килограмм (1 кг)
Б)	сила давления	2)	паскаль (1 Па)
		3)	ньютон (1 Н)
		4)	метр (1 м)

Запишите в таблицу выбранные цифры.

А	Б
1	3

Правильный ответ дали – 27% учащихся.

Пример 3

Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения: для каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ПРИБОРЫ
A)	сила	1)	термометр
Б)	атмосферное давление	2)	барометр-анероид
		3)	динамометр
		4)	жидкостный манометр

Запишите в таблицу выбранные цифры.

А	Б

Правильный ответ: 3 2. Процент выполнения 50%.

Учащиеся хорошо усвоили, что внутренняя энергия тела связана с его температурой, но испытывают трудности при анализе способов изменения внутренней энергии (пример 4).

Пример 4

Как изменяется внутренняя энергия газа при совершении им работы над внешними телами при отсутствии теплопередачи?

1)	Увеличивается (23%)
2)	не изменяется (35%)
3)	уменьшается (33% - правильный ответ)
4)	может уменьшиться, а может увеличиться (9%)

Неожиданным оказался тот факт, что учащиеся не справляются с чтением графиков изменения температуры вещества при его нагревании или охлаждении (пример % тестируемых ответили, что процессу кипения соответствует участок CD (дистрактор 3).

Пример 5

На рисунке показан график зависимости температуры t эфира от времени t его нагревания и охлаждения. В начальный момент времени эфир жидкий. Какой участок графика соответствует процессу кипения эфира?

1)

АВ (4%)

2)

ВС (50% - правильный ответ)

3)

CD (41%)

4)

DE (5%)

Низкий процент выполнения получен для заданий на процесс плавления. Восьмиклассники не знают определения удельной теплоты плавления (пример 6) и не понимают, как меняется внутренняя энергия вещества в процессе плавления (пример 7).

Пример 6

Удельная теплота плавления свинца равна 25 кДж/кг. Это означает, что

1)	для нагревания 1 кг свинца до температуры плавления потребуется количество теплоты, равное 25 кДж (25%)
2)	для нагревания 1 кг свинца на 1оС потребуется количество теплоты, равное 25 кДж (22%)
3)	для плавления 25 кг свинца при температуре плавления потребуется количество теплоты, равное 1 кДж (3%)
4)	для плавления 1 кг свинца при температуре плавления потребуется количество теплоты, равное 25 кДж (50% - правильный ответ)

Пример 7

При плавлении льда при 0°С его внутренняя энергия

1)	увеличивается (60% - правильный ответ)
2)	уменьшается (15%)
3)	не изменяется (21%)
4)	увеличивается или уменьшается в зависимости от массы льда (4%)

Задания на объяснение процесса электризации традиционно вызывают затруднения у учащихся. Только 17% тестируемых справились с заданием на электризацию электрометров, соединенных проводником, при поднесении к одному из электрометров заряженной палочки (пример 8). Даже если учащиеся видели аналогичный эксперимент на уроке, выполнить задание оказывается трудно, так как надо понимать процесс электризации на уровне перераспределения электронов. Аналогичные трудности возникают при выполнении задания на электризацию стеклянной палочки при ее трении о шелк (пример 9), хотя уж этот опыт наверняка видели все обучающиеся.

Пример 8

К одному из незаряженных электрометров, соединенных про­вод­ни­ком, под­нес­ли отрицатель­но за­ря­жен­ную па­лоч­ку. Как рас­пре­де­лит­ся за­ряд на элект­ро­мет­рах?

1)	на электрометре 1 будет избыточный положительный заряд, на электрометре 2 – избыточный отрицательный заряд (17% - правильный ответ)
2)	на электрометре 1 будет избыточный отрицательный заряд, на электрометре 2 – избыточный положительный заряд (18%)
3)	оба электрометра будут заряжены положительно (12%)
4)	оба электрометра будут заряжены отрицательно (53%)

Пример 9

В процессе трения о шёлк стеклянная линейка приобрела положительный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на линейке и шёлке при условии, что обмен атомами при трении не происходил?

Установите соответствие между указанными физическими величинами и их возможным изменением: для каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
A)	количество протонов на шёлке	1)	увеличилось
Б)	количество электронов на линейке	2)	уменьшилось
		3)	не изменилось

Запишите в таблицу выбранные цифры.

А	Б

Правильный ответ: 3 2. Процент выполнения 22%

Учащиеся не различают электрические свойства проводников и диэлектриков. Так, с заданием, представленным в примере 10, справились только 37 % тестируемых, тогда как 40% выбрали дистрактор 1, присвоив пластмассовой палочке свойства проводника.

Пример 10

Незаряженный электроскоп 1 соединили пластмассовым стержнем с таким же отрицательно заряженным электроскопом 2

(см. рисунок).

При этом

1)	оба электроскопа станут отрицательно заряженными (40%)
2)	электроскоп 1 приобретет положительный заряд (15%)
3)	электроскоп 1 останется незаряженным (37% - правильный ответ)
4)	электроскоп 2 разрядится (8%)

Трудности в понимании электрических явлений связаны с незнанием основ теории электронной проводимости, которые начинают формироваться в 8-м классе: больше половины учащихся не смогли ответить, какие частицы в металлах являются носителями электрического тока (пример 11).

Пример 11

Какими носителями электрического заряда создается электрический ток в металлах?

1)	ионами и электронами (34%)
2)	только положительными ионами (10%)
3)	только отрицательными ионами (7%)
4)	только электронами (49% - правильный ответ)

Очень низкий процент выполнения имеют задания на анализ электрических схем (пример 12). Учащиеся не понимают, как меняются общее сопротивление, электрический ток, потребляемая мощность, если параллельно (или последовательно) включить несколько приборов. К сожалению, уроки физики оказываются далеки от практической жизни.

Пример 12

В сеть напряжением 220 В включена лампочка (см. рис. 1). Параллельно к ней подключили ещё одну лампочку (см. рис. 2). Как изменятся сила тока, протекающего через первую лампочку, и общее сопротивление цепи?

возможный Характер изменения
1)	увеличится
2)	уменьшится
3)	не изменится

Запишите в таблицу цифры, соответствующие характеру изменения указанных физических величин. Цифры в ответе могут повторяться.

сила тока	сопротивление

Правильный ответ: 3 2, дали только 7% тестировавшихся.

Выводы и рекомендации по итогам диагностики

в 7-х и 8-х классах

1.  Оценка уровня подготовки по физике в 7-х и 8-х классах проводилась на представительной выборке (15315 и 13767 обучающихся соответственно). Достаточный уровень овладения учебным материалом продемонстрировали 88% тестировавшихся семиклассников и 83% восьмиклассников.

2.  По теме «Давление твердых тел, жидкостей, газов» большинство основных элементов содержания усвоено семиклассниками на неудовлетворительном уровне (средний процент выполнения заданий меньше 65%).

3.  В разделе «Электрические явления» восьмиклассники плохо усвоили материал по электризации тел и закону сохранения зарядов (выполнение заданий 48% и 43% соответственно).

4.  Администрации школ и методическим службам округов необходимо обратить особое внимание на изучение «проблемных» тем.

5.  Результаты выполнения заданий по темам, которые должны изучаться экспериментально, свидетельствуют о недостаточном уровне сформированности у учащихся практических умений (возможно, не во всех школах выполняются лабораторные работы, предусмотренные программой).

6.  Формирование у учащихся понимания смысла физических величин и физических явлений требует использования в процессе преподавания более широкого арсенала методических приемов