Методика сбора данных по физике (стр. 1 )

Методика сбора данных по физике

Курс физики в основной школе призван формировать у учащихся научную картину мира, способствовать развитию теоретического (разумного) мышления в процессе освоения базовых физических теорий (научных фактов, понятий, теоретических моделей, законов и закономерностей). В процессе обучения физики и совместно с другими предметами должны достигаться и общие цели образования подростка: развитие учебной самостоятельности (желание и умение учиться, ответственность и инициативность), формирование основных компетентностей.

Для достижения этих целей в обучении физике (на доступном данному возрасту уровне) должны решаться следующие задачи:

-  моделирование физических явлений и процессов и построение физических теорий;

-  приобретение основных практических умений (постановка экспериментальных задач, планирование эксперимента, измерения и представление результатов с помощью таблиц, графиков; анализ полученных результатов);

-  овладение языком физики и умением его использовать для анализа научной информации и изложения основных физических идей, критическая оценка естественнонаучной информации, полученной из различных источников.

Оценка предметных результатов физического образования в основной школе фокусируется вокруг следующих показателей (предметных линий):

экспериментальный и теоретический методы в физике; пространственно-временное описание явлений и процессов; силовой и энергетический способы описания явлений как средство управления, прогнозирования, конструирования; объяснение явлений и построение теорий на основе представлений о дискретном (элементы структурной физики) и непрерывном (элементы полевой физики) строении материи.

В процессе разворачивания этих предметных линий учащиеся овладевают следующими умениями:

·  знание и понимание экспериментальных и историко-логических оснований построения физических теорий (строение вещества, взаимодействие, движение);

·  кинематический, силовой и энергетический способы описания и объяснения явлений;

·  понимание динамических и статистических закономерностей в физике (детерминизм и вероятность);

·  различение периодических и непериодических процессов;

·  простейшие представления о симметрии, идеях сохранения;

·  противопоставление моделей дискретного и непрерывного;

·  различение теоретического и экспериментального методов исследования;

·  определение цели исследования, постановка адекватных исследовательских задач и подбор соответствующих средств их решения;

·  умение проектировать и конструировать экспериментальные установки, адекватные поставленным задачам;

·  умение пользоваться измерительными приборами и процедурами в условиях допустимой точности, оценивать погрешности измерений;

·  умение представить экспериментальные данные в удобной для математической обработки форме;

·  умение соотносить гипотезу с полученными результатами и делать адекватные обобщения;

·  владение культурой физического эксперимента, соблюдение правил техники безопасности;

·  различение зависимых и независимых параметров (величин);

·  различение скалярных и векторных величин, свободных, связанных и скользящих векторов и применение к ним адекватных операций;

·  умение подобрать аналитическое описание выявленных зависимостей физических величин;

·  умение выполнять и понимать смысл операций, связанных с процедурой усреднения;

·  умение осуществлять процедуру аппроксимации с помощью графика в процессе связывания экспериментальных и теоретических данных;

·  использование графика как средства интерполяции и экстраполяции, как средства оценки характера зависимости физических величин;

·  умение использовать и преобразовывать знаковые систем (осуществление переходов между разными формами представления зависимостей) при сохранении физического содержания.

Рассмотрим подбробнее индикаторы, по которым оценивается освоенность соответствующих показателей.

1. Экспериментальный и теоретический методы в физике.

1.1. Владеет основами теоретико-экспериментального метода:

·  различает индуктивно и дедуктивно построенные рассуждения, понимает трудности и ограничения экспериментального и теоретического методов изучения природы;

·  различает процедуры схематизации явления (процесса) и построения модели его причин (сущности), различает факт и объяснительную гипотезу, «видимое» и «мыслимое», строит рассуждения в категориях «возможного» и «действительного», демонстрирует установку на поиск мысленного эксперимента, позволяющего предсказать последствия принятия гипотезы о сущности явления, на поиск границ применимости модели;

·  выделяет в целостной теории эмпирические основания, аксиоматические построения, дедуктивные выводы, решающие эксперименты, практические приложения; привлекает различные методы для проверки теоретических выводов (оценка, проверка размерности, качественные интерпретации, геометризация и др.).

1.2. Владеет культурой физического эксперимента, в том числе, соблюдает правила техники безопасности:

·  формулирует гипотезу и цель исследования, ставит адекватные исследовательские задачи, подбирает средства их решения, в том числе, конструирует простейшие экспериментальные установки, выполняет прямые и косвенные измерения с использованием готовых и самодельных приборов в условиях заданной точности, оценивает погрешности измерений, соотносит гипотезу с полученными результатами и делает адекватные обобщения.

1.3. Использует математический аппарат для обработки данных, преобразует различные знаковые формы представления информации:

·  представляет экспериментальные данные в удобной для математической обработки форме, различает зависимые и независимые параметры (величины), подбирает рациональный способ описания выявленных зависимостей физических величин, выполняет и понимает физический смысл процедур усреднения, аппроксимации, интерполяции и экстраполяции, осуществляет переходы между разными формами представления зависимостей при сохранении физического содержания.

2. Пространственно-временное описание явлений и процессов.

2.1. Владеет средствами анализа и репрезентации пространственно-временных отношений:

·  измеряет промежутки времени, длины, площади, объемы разными способами с использованием готовых и самодельных приборов;

·  создает и читает схематические изображения пространственного изменения различных величин (линии уровня, изотермы, изобары, линии напряженности, эквипотенциалы и др.), в том числе, может определить направление наибыстрейшего изменения величины.

2.2. Различает, сравнивает, описывает, воспроизводит равномерные и неравномерные процессы (в том числе, периодические) в текстах, реальном и виртуальном экспериментах:

·  оценивает скорость изменения физической величины в конкретных условиях; различает среднюю и мгновенную (истинную) скорости (по текстовому описанию, по таблице, диаграмме, графику, по аналитическому описанию), аппроксимирует сложные временные зависимости с помощью известных функций.

2.3. Преобразует кинематические характеристики при переходе из одной системы отсчета в другую:

·  различает скалярные и векторные физические величины, применяет к ним адекватные математические операции;

·  понимает равноправие систем отсчета при решении кинематических задач, умеет выбрать «удобную» систему отсчета, выполняет сложение простых движений и разложение сложных.

2.4. Владеет средствами анализа и описания колебательно-волновых движений

·  различает пространственную и временную периодичность, выделяет гармонические колебания и волны как наиболее простую модель и описывает временные зависимости их характеристик.

3. Силовой способ описания явлений как средство управления, прогнозирования, конструирования

3.1. Действует с силой как с векторной величиной, использует соответствующие модели:

·  различает массу (как субстанциональную скалярную характеристику тела) и вес (как векторную характеристику взаимодействия тела со средой);

·  понимает основания введения удельных величин (линейной, поверхностной, объемной плотности);

·  проводит прямые и косвенные измерения массы, веса, силы, плотности различными способами с использованием готовых и самодельных приборов; различает свободные, связанные и скользящие вектора при силовом описании явлений и применяет к ним адекватные операции; владеет понятиями центр тяжести и центр давления и пользуется ими для определения устойчивости равновесия.

3.2. Исследует и преобразует силы, а также результаты их действия в статических и квазистатических условиях:

·  преобразует силы с использованием простых механизмов, объясняет принцип работы устройств для измерения и преобразования сил;

·  проводит экспериментальные исследования сил и представляет зависимости в табличной, аналитической, графической формах;

·  использует эмпирические законы для решения задач управления силами в конкретно-практических ситуациях, для косвенного измерения новых физических величин (коэффициента трения, коэффициента упругости и др.);

·  опираясь на линейные зависимости, вводит и оперирует относительными величинами (давление, напряженность поля).

3.3. Пользуется классическим понятием силы при анализе явлений и процессов в динамике:

·  рассматривает силу как источник ускорения (противопоставляет подходы Аристотеля и Галилея);

·  различает внешние и внутренние силы по отношению к выделенной системе тел;

·  опираясь на экспериментально обнаруженные закономерности, вводит и оперирует мультипликативными величинами (момент силы, импульс силы);

·  применяет законы Ньютона и закон сохранения импульса для описания конкретных ситуаций взаимодействия и движения тел, использует понятие центра масс для характеристики движения системы тел.

4. Энергетический способ описания явлений как средство управления, прогнозирования, конструирования

4.1. . Пользуется понятием механической работы при анализе конкретных ситуаций:

·  применяет «золотое правило» механики (закон сохранения работы) для простых механизмов, в том числе, находит КПД и мощность;

·  получает формулы для нахождения работы конкретных сил;

·  понимает невозможность создания вечного двигателя первого рода.

4.2. Пользуется понятием энергии при анализе конкретных ситуаций, интерпретирует ее изменение для замкнутой и незамкнутой системы тел:

·  понимает идею сохранения энергии как базовый принцип физики;

·  действует с энергией как со скалярной величиной, разными способами \(графически и аналитически) описывает процессы, сопровождающиеся сохранением механической энергии;

·  анализирует устойчивость равновесия с использованием понятия потенциальной энергии;

·  связывает характеристики механических и тепловых процессов, применяет закон сохранения к тепловым процессам, к процессам в газах.

4.3. Соотносит энергетические характеристики на уровне макро - и микромира:

·  различает аддитивные и неаддитивные величины на примере внутренней энергии и температуры;

·  имеет представление о дискретном характере энергии в атомной физике.

5. Объяснение явлений и построение теорий на основе представлений о дискретном строении материи (элементы структурной физики).

5.1. Адекватно выбирает модель и использует силовые и энергетические представления для интерпретации основных явлений:

·  описывает и объясняет явления на разных уровнях организации материи (молекулярный, атомный, ядерный) с использованием силовых и энергетических представлений.

5.2. Понимает основания получения зависимостей макропараметров от микропараметров, умеет проанализировать явления и процессы в макромире на основе этих зависимостей:

·  различает макро - и микропараметры, объясняет давление и температуру газа, опираясь на молекулярно-кинетические представления; объясняет газовые законы и описывает их разными способами, понимает модельный характер газовых законов;

·  понимает вероятностный характер зависимостей в микромире.

5.3. Реконструирует основные вехи истории развития представлений о строении вещества:

·  понимает проблемы и ключевые эксперименты, приведшие к созданию молекулярной, атомной и ядерной физики.

6. Объяснение явлений и построение теорий на основе представлений о непрерывном строении материи (элементы полевой физики).

6.1. Понимает основания концепций дальнодействия и близкодействия, различает способы описания взаимодействия тел с точки зрения этих концепций; может обосновать реальность существования поля:

·  использует законы взаимодействия точечных зарядов и масс, а также принцип суперпозиции для анализа и описания конкретных ситуациях взаимодействия;

·  имеет представление о четырех типах фундаментальных взаимодействий, различает изученные силы по их природе; знает свойства электромагнитных волн и использует их для объяснения известных явлений.

6.2. Различает и изображает скалярные и векторные поля, использует силовой и энергетический подходы к введению характеристик поля:

·  понимает основания введения силовой и энергетической характеристик поля; различает консервативные и неконсервативные поля; пользуется понятиями напряженности и потенциала (разности потенциалов), в том числе, их пространственными изображениями для конкретных случаев распределения источников электростатического и гравитационного полей;

·  математически описывает центрально-симметричное и однородное поля.

6.3. Описывает движение частиц в консервативных и неконсервативных полях с использованием силового и энергетического рассмотрений:

·  использует законы Ньютона и законы сохранения для описания движения частиц и тел в гравитационном, электростатическом и магнитостатическом полях;

·  применяет гидродинамическую аналогию при построении теории электрического тока; используют знания о строении вещества для качественного описания электрического тока в различных средах.

Обсуждая методику сбора данных по физике, необходимо учитывать, что действия учителя по принципу двунаправлены: он не только измеряет и оценивает состояние обучающихся, но и оперативно реагирует на полученные результаты соответствующими обучающими процедурами. В деятельности учителя не всегда легко различить диагностику и коррекцию: при правильно выстроенном обучении в нем всегда присутствуют элементы диагностической работы и, наоборот, диагностическая работа учителя никогда не ограничивается только фиксацией «диагноза».

Обсуждая процедуры и способы сбора данных, мы будем также касаться вопросов использования полученных данных для коррекции обучения.

1. Методика тестирования с использованием трехуровневых задач (SAM).

Полноценная интерпретация результатов любого тестирования предполагает знание многих особенностей образовательной ситуации в школе и регионе. Часть этой информации вообще не может быть получена существующими методами и доступна лишь тем, кто непосредственно работает в данной школе или школьной системе. Поэтому содержательная трактовка и оценка результатов тестирования – дело самих практиков образования – учителей, администрации школ, локальных органов управления образованием.

С еще большим основанием это можно сказать о принятии решений относительно того, как реагировать на результаты тестирования, то есть в каком направлении корректировать педагогическую стратегию. На сегодняшний день существует множество педагогических подходов, каждый из которых доказал свою эффективность для определенных условий, к которым относятся и местные образовательные традиции, и социально-психологическая атмосфера в конкретных школах, и наличный уровень развития детей, и жизненные установки родителей, и особенности профессиональной квалификации педагогического состава, и многое другое. Учет всех этих обстоятельств под силу лишь тем, кто в них живет и работает.

Но для того, чтобы оценка состояния образовательного процесса была адекватной, а решения сознательными, важно опираться на данные объективной педагогической диагностики, фиксирующей результаты образовательного процесса в существенных определениях. Здесь будет полезным тест SAM, совмещающий возможности измерения и структурной квалификации учебных достижений.

SAM – тестовый инструмент оценки предметных компетенций школьников, базирующийся на представлении о трех уровнях опосредствования действия. Особенность SAM – сочетание а) интегральной характеристики предметной компетенции на основе определения ее места на единой метрической шкале и б) структурного представления компетенции на основе определения сформированности ее основных аспектов. Указанное сочетание расширяет возможности интерпретации результатов тестирования.

В основу теста положена психологическая модель учебного процесса, намеченная в концепции культурного развития и в трудах его последователей. Согласно концепции, учение, как необходимая предпосылка психического развития ребенка, есть присвоение знаковых структур, в которых кристаллизованы культурные (обобщенные) способы действия. Способ представлен в знаке своей ориентировочной частью, которая включает: а) внешние характеристики некоторого класса предметных ситуаций и соответствующих им действий; б) представление о существенном отношении данного класса ситуаций, которое определяет направления и границы их возможных трансформаций; в) смысл способа действия, т. е. поле его разумных применений. Указанные три вида ориентиров представлены в культурном образце способа действия одновременно. Но в ходе освоения образца роль главной опоры сначала выполняют внешние характеристики объектной ситуации, затем – представление об их существенном отношении, и наконец – соответствующее смысловое поле. Эти три варианта ориентировки маркируют три качественных уровня освоения способа действия.

В случае, когда опорным является первый вариант ориентировки, мера обобщенности способа минимальна и охватывает узкий спектр типовых ситуаций и соответствующих схем действия. Второй вариант предполагает осознание существенной связи, лежащей в основе способа действия, что дает принципиальную возможность решать весь класс задач, отвечающих данному способу. Наконец, при третьем варианте способ действия характеризуется функциональностью, т. е. возможностью применения в разных задачных контекстах, в том числе таких, где решение предполагает актуализацию поля возможностей способа действия.

Особенность устройства теста SAM состоит в том, что при его создании для каждого существенного фрагмента учебной программы разрабатываются блоки задач, каждый из которых включает три задачи – 1-го, 2-го и 3-го уровня, образующие естественную иерархию по трудности. Каждый такой блок работает как детектор уровня присвоения соответствующего фрагмента программы. Уровень его присвоения определяется по самой трудной задаче блока, которую решил тестируемый.

Разработка блоков опирается на систему индикаторов (типологию задач), соответствующую заявленным критериям уровней освоения способа действия. Так, индикатором освоения способа на первом уровне является решение задач, в которых связь условий с искомой схемой действия может быть установлена непосредственно. Этому требованию удовлетворяют задачи, в которых описание условий с очевидностью указывает на их принадлежность к определенному классу с отработанной процедурой решения (так называемые типовые задачи). Индикатором освоения способа действия на втором уровне является решение задач, где нельзя непосредственно применить типовые схемы действия, а необходимо выявить существенное отношение, определяющее принцип решения, на основе которого и строится конкретный вариант действия. Этому требованию удовлетворяют задачи, так или иначе исключающие прямой ход от условий к типовому алгоритму действия: задачи с косвенной формой условия; задачи абстрактного характера; задачи с условиями, представленными в разных формах (например, одна часть условий дана текстом, а другая с помощью чертежа), и др. Индикатором освоения способа действия на третьем уровне является решение задач, предполагающих обращение к полю возможностей способа действия. Этому требованию, в частности, соответствуют задачи, требующие определения поля возможностей действия для выбора решения, удовлетворяющего некоторому контекстному требованию.

Рассмотрим примеры трехуровневой задачи по физике. В качестве материала мы использовали законы сохранения в механике.

В задании 1-го уровня учащимся предлагается стандартная задачная ситуация, которую нужно описать с помощью изученных законов сохранения механической энергии и импульса. В силу того, что выполнение задания предполагает прямое применение стандартного способа, решаемость этого задания около 70%.

В задании 2-го уровня предлагается найти ошибку в решении задачи на применение законов сохранения и предложить варианты ее исправления. Здесь уже нет прямого применения алгоритма, ошибка содержательная и состоит в выходе за границы применимости законов сохранения. Решаемость задания около 30%.

В задании 3-го уровня может быть предложено придумать задачу, удовлетворяющую определенным условиям («Придумайте и изобразите ситуацию взаимодействия тел, используя горизонтальную плоскость, пружину и два одинаковых шарика. Взаимодействие должно происходить в два этапа: на первом этапе должен выполняться только закон сохранения механической энергии, а на втором этапе, и закон сохранения энергии и закон сохранения импульса или его проекции»). Правильное выполнение этого задания требует «обыгрывания» условий применимости законов сохранения и предполагает достаточно свободное владение материалом. Решаемость задания10-15%.

Из подобных блоков и составляются варианты теста. Тест может быть рассмотрен не только как одно целое, но и как инструмент, состоящий из трех субтестов, где каждый представляет собой набор заданий одного уровня из всех разделов учебного содержания.

Обработав результаты тестирования отдельно по каждому из трех уровней, можно построить профили освоения программы по выбранному показателю для отдельных учащихся или группы. Такое структурное представление результатов тестирования расширяет возможности качественной характеристики оцениваемой предметной компетенции.

Опорной точкой в оценке образовательных результатов являются интегральные шкалированные баллы, которые определяют общую меру освоенности программы учащимися или группами и позволяют ранжировать тестируемых по успешности в обучении. Интегральный балл получается в результате специальной математической обработки результатов тестирования, имеющей целью получить оценки участников на единой шкале, независимо от времени прохождения теста и конкретного набора заданий, которые они выполняли. Шкалирование оценок дает возможность их сопоставления и сравнения, что создает основу организации мониторинга.

Данные тестирования являют собой материал, который может быть проанализирован под разными углами и представлен множеством показателей и форм. Однако главный результат тестирования – это интегральные баллы и профили.

Для представления результатов тестирования используется 1000-балльная шкала, полученная по каждому предмету в результате специального исследования на базовой выборке учащихся. Кроме того, для теста SAM разработан ступенчатый вариант шкалы достижений, в которой каждой ступени приписана качественная характеристика, основанная на теоретически намеченных уровнях освоения. Всего выделено 4 ступени достижений, которые определяются следующим образом:

Нулевая ступень: не освоен даже первый уровень. Учащиеся, находящиеся на этой ступени, могут выполнять менее 50% заданий 1-го уровня. Вероятность выполнения ими заданий 2-го и 3-го уровней близка к нулю.

Первая ступень: освоен только первый уровень. Учащиеся, находящиеся на этой ступени, могут выполнять не менее 50% заданий 1-го уровня, но менее 50% заданий 2-го уровня. Вероятность выполнения ими заданий 3-го уровня очень мала.

Вторая ступень: освоен второй уровень. Учащиеся, находящиеся на этой ступени, могут выполнять не менее 50% заданий 2-го уровня, более 80% заданий 1-го уровня, но менее 50 % заданий 3-го уровня.

Третья ступень: освоен третий уровень. Учащиеся, находящиеся на этом уровне, могут выполнять не менее 50% заданий 3-го уровня. При этом они почти наверняка выполнят любое задание 1-го уровня и не менее 80 % заданий 2-го уровня.

Профили строятся по первичным (процентным) баллам по каждому уровню и могут быть получены сразу после проведения тестирования. Профиль не является результатом измерений: он только фиксирует меру выполнения заданий каждого уровня в данном тесте. Профиль прочитывается просто: первая шкала сообщает, какая часть материала выучена; вторая шкала показывает, какая часть выученного осознается, понимается учеником; третья шкала информирует, какая часть материала функционализировалась, стала орудием действия, готовым к использованию в самых разнообразных задачных контекстах.

2. Методика проведения письменной диагностической работы на основе системы задач для оценки предметности и системности знаний

При построении методики содержательного контроля и оценки знаний должны быть соблюдены следующие условия: во-первых, предметные задачи должны адекватно представлять логику и структуру физического знания, во-вторых, процесс решения этих задач должен легко интерпретироваться с точки зрения состава основных учебно-познавательных действий, и, наконец, в-третьих, для выполнения первых двух условий необходимо задать систему учебно-познавательных действий, воспроизводящих логику становления и функционирования научного знания.

Логико-предметный анализ физического знания позволил выделить три внутренне связанных между собой плана представления знания - предметный, модельно-образный и знаковый. В предметном плане фиксируется внешняя сторона объектов и явлений, их признаки, свойства, особенности. В модельно-образном - находят отражение внутренние, сущностные, необходимые закономерности объектов и явлений. В отношении к науке - это совокупность моделей, законов, принципов, т. е. тех элементов теории, которые образуют ее "ядро". В отношении к учебной деятельности в модельно-образном плане у учащихся развиваются и закрепляются субъективные способы фиксации формирующегося знания (понятийные образы, идеальные конструкции и т. п.). Эти внутренние закономерности, преломляясь через конкретные условия существования объектов и явлений, оформляются различными способами в "языковых" конструкциях и образуют особый знаковый план.

Указанным способам представления знаний соответствует определенная система действий, задающая становление и функционирование знания при фиксированных исходных модельных представлениях. Она включает четыре типа действий (в дальнейшем изложении использованы следующие рабочие термины: Р - реальность, М - модель, Зн – знак):

1. Действия, переводящие предметную форму описания объектов и явлений в модельную (переход типа Р--->М).

2. Действия, переводящие модельные представления в предметный план (переход типа М---->Р).

3. Действия, переводящие предметную форму описания в знаковую или графическую (переход типа Р--(М)-->Зн). Этот переход опосредуется модельными представлениями, т. к. не существует нормативно заданных способов связывания предметного и знакового планов без отнесения их к научным моделям.

4. Действия, переводящие знаковые или графические конструкции в предметный план (переход типа Зн--(М)-->Р). Этот переход также опосредуется модельными представлениями)

Кроме этих действий в процессе обучения и контроля необходимо учитывать действия, связанные с трансформацией различных способов представления научного знания при изменении исходных моделей и идеальных конструкций.

Представления о структуре научного знания и адекватной системе учебно-познавательных действий положены в основу типологии предметных задач. Схематически эта структура изображена на рис. a, где предусмотрена возможность задания не только ее различных элементов, но и переходов между ними.

Типы задач различаются в зависимости от состава определяемых компонентов структуры научного знания, от способов их соотнесения и преобразования. Разработанная типология задач отражает логику переходов между элементами этой структуры, а процесс их решения обеспечивается описанными учебно-познавательными действиями.

Рассмотрим два класса задач. В первый класс входят задачи для оценки предметности знаний, которые требуют для своего решения выполнения действий в условиях константности модельных представлений (см. рис. б). Второй класс объединяет задачи, связанные с изменением самих модельных представлений (см. рис. в) и проверяет системность знаний.

Ниже описывается развернутая типология двух классов задач.

Первый класс задач (оценка предметности знаний).

1тип задач (соотвествующий переходам типа Р<---->М) в качестве условия предполагает задание реальности, или модельных представлений, или совместное определение того и другого (формальный аппарат теории не используется). К первому типу отнесены задачи на:

1.1. отнесение данного явления (объекта) к модели;

1.2. классификацию явлений по одному или нескольким основаниям;

1.3. качественное (без использования знаковых конструкций) планирование решения.

1.4. конструирование реальности, адекватной заданным модельным представлениям (без ограничений на средства и способ конструирования, а также в условиях дополнительной системы ограничений).

2 тип задач (связанный с переходами типа Р<--(М)-->Р') требоует преобразования (соотнесения) реальности, опосредованного явно незаданными модельными представлениями.

3 тип (переходы типа Р<--(М)-->Зн) предполагает задание реальности, или знаковой формы ее описания, или и того и другого совместно. К этому типу относятся задачи на:

3.1. знаковое (графическое) описание реальности (в том числе на символизацию условий, на планирование решения с использованием знаковых конструкций);

3.2. конструирование реальности, адекватной данным знаковым структурам (в том числе в условиях дополнительных ограничений на средства и способ конструирования);

3.3. соотнесение реальности и знаковой формы ее описания (анализ ответа, поиск ошибки в решении и т. п.).

4 тип задач (переходы типа Р<--(Зн<---->Зн')-->Р') требует осуществления преобразования (соотнесения) реальности, адекватного заданному преобразованию (соотнесению) знаковых структур.

5 тип задач (переходы типа Зн<--(Р<--->Р')-->Зн') связан с необходимостью преобразования (соотнесения) знаковых структур, адекватного заданному преобразованию (соотнесению) реальности.

Второй класс задач (оценка системности знаний).

Этот класс задач включает следующие типы:

1 тип задач требует преобразования реальности (Р1---->Р2), адекватного заданному изменению модельных представлений (М1--->М2).

2 тип требует осуществления преобразования модельных представлений (М1--->М2), адекватного заданному изменению реальности (Р1--->Р2).

3 тип задач требует осуществления преобразования реальности (Р1--->Р2), адекватного преобразованию знаковых структур (Зн1---(М1--->М2)--->Зн2). В этом типе задач трансформация модельных представлений явно не задается, но преобразование знакового плана отвечает некоторому преобразованию моделей.

4 тип задач требует преобразования знаковых структур (Зн1--->Зн2), адекватного явно заданному преобразованию реальности (последнее отвечает не заданному явно преобразованию модели: Р1---(М1--->М2)--->Р2).

5 тип связан с осуществлением преобразования модельных представлений (М1--->М2), адекватного заданному преобразованию знаковых структур (за которым подразумевается соответствующее изменение реальности:Зн1---(Р1--->Р2)--->Зн).

Предложенный подход к контролю и оценке знаний по физике, ориентированный на выявление у школьников способов построения содержания знания на основе решения системы задач, является одним из эффективных методов диагностики развития учащихся в процессе обучения. Метод содержательного контроля существенно отличается от формальной результативной оценки знаний и требует специального психолого-педагогического обеспечения. Оно включает логико-психологический анализ содержания объектов усвоения и определение соответствующей системы учебно-познавательных действий, разработку адекватной системы предметных задач и принципов построения диагностических процедур, психологическую диагностику и коррекцию на этой основе уровня сформированности способов построения знаний у школьников.

Уровень сформированности способа построения знаний у школьников оценивается по показателям предметности и системности знаний, отражающих связь предметных, знаковых и модельно-образных способов представления знаний. Оценка качества усвоения знаний по этим показателям кладется в основу коррекции форм и методов учебной работы школьников. Перечислим основные виды коррекционных действий:

·  коррекция по "искаженным" модельно-образным представлениям. Этот вид коррекции рекомендуется строить на основе задач, в процессе решения которых школьники получают результаты, противоречащие их представлениям. При групповом варианте целесообразно объединять для совместной работы учащихся, имеющих разные точки зрения;

·  коррекция по несформированным отдельным учебно-познавательным действиям. Для этого вида коррекции целесообразно подбирать задачи, в процессе решения которых обеспечивается выполнение школьниками несформированных действий. При организации групповой работы целесообразно так подбирать типы заданий, чтобы участники группы выполняли взаимнообратные действия и могли контролировать результаты совместной учебной работы;

·  коррекция на основе построения так называемой "модели ученика", т. е. охарактеризовать качественно особенности состава и сформированности учебно-познавательных действий, структуру и содержание понятийных образов учащегося.

3. Методика организации проектной деятельности

Как указывалось выше, предметное действие в своем становлении проходит три необходимых этапа:

·  Освоение внешней стороны культурного образца действия (схемы, правила действия)

·  Освоение существенного предметного отношения, лежащего в основе способа действия (понятийной модели, обеспечивающей понимание в рамках предметной области)

·  Функционализация способа действия

Если первый этап тщательно проработан в традиционной дидактике, а второй – в теории и практике развивающего обучения, то третий этап по-прежнему остается актуальной проблемой. Психологический смысл этой части образовательного процесса – освоение учащимся осмысленных социально-деятельностных контекстов, в ходе которого происходит спонтанное (инициативное) опробование и как следствие функционализация освоенных способов действия.

В современной педагогике этот важный момент образовательного процесса в общем случае поддерживается обращением к методу проектов. Мы полагаем, что следует, прежде всего, подвести детей к постановке сугубо практической (а не исследовательской) задачи. Экспериментальное физическое исследование должно потребоваться в связи с практической задачей, внутри нее. Причем предметом исследования должен стать не идеальный физический процесс, а процесс в конкретных условиях: некая функциональная составляющая решаемой прагматической задачи, которая должна «работать», а значит отвечать каким-то заранее заданным требованиям, например, достигать какой-то оптимальности.