Основы методологии физики в курсе средней школы

1. Образовательные функции методологии науки в школьном обучении

Цели:

1. служит источником знания

2. является методом обучения

3. это вид наглядности.

Классификация по организационному признаку:

1. демонстрационные опыты (эксперименты). (обязательные в программе: опыты Кулона, Столетова (фотоэффект), опыты Герца, Максвелла, весы Камидеша)

2. Фронтальные лабораторные работы, опыты, наблюдения.

3. Физический практикум

4. Внеклассные опыты и наблюдения

5. Количественные и качественные

6. Экспериментальные задачи

7. Творческие задания.

Методический анализ эмпирического уровня познания начнем с указания на некоторые терминологические трудности. Как известно, наблюдение и эксперимент представляют собой различные методы эмпирического познания. Наблюдение – это целенаправленное восприятие явлений окружающей действительности, в ходе которого получают знания о внешних сторонах, свойствах я отношениях изучаемых объектов. Под экспериментом понимают такую практически-познавательную деятельность человека, когда последний активно вмешивается в протекание изучаемого процесса.

Что касается термина «опыт», то в науке его используют предельно широко – как всю совокупность практических взаимоотношений между человеком и материальным миром, как результат освоения действительности. В истории физики этот термин означает эксперимент или наблюдение, проведенные ученым. В методике преподавания физики термин «опыт» используют чаще других, когда речь идет о самостоятельном эксперименте или наблюдении учащегося В Процессе лабораторного практикума и фронтальных лабораторных работ или демонстрации учителя, за которой учащийся наблюдает.

Мы будем пользоваться термином «опыт» в качестве общего названия двух методов эмпирического познания: наблюдения и эксперимента при условии, что учащиеся проделывают их самостоятельно. Всю систему эмпирического уровня познания природы по традиции в методике преподавания физики называют физическим экспериментом, так что понятие «экспериментальный» и «эмпирический» являются здесь синонимами.

Необходимость формирования у школьников глубоких знаний о сущности экспериментального познания определяется той ролью, которую играет эксперимент в физических исследованиях: во-первых, он является источником новых знаний о фактах, которые затем систематизируются и обобщаются в законах и теориях; во-вторых, только эксперимент служит падежным критерием истинности любой теоретической концепции, гипотезы, положения; в-третьих, через эксперимент осуществляется связь физических знаний с техникой, производством и бытом.

В настоящее время, когда резко возросла роль теории в преподавании физики, важно не впасть в крайность излишней теоретизации школьного курса физики и поэтому школьному эксперименту отводить лишь иллюстративную роль. Такое сужение функций школьного физического эксперимента привело бы к снижению идейного уровня курса, к неправильному пониманию школьниками механизма развития науки и роли эксперимента в научном познании. Академик Г.С. Ландсберг отмечал: «Отчетливое понимание… экспериментального характера физических законов имеет крайне важное значение: оно делает из физики науку о природе, а не систему умозрительных построений; с другой стороны, оно прививает мысль о границах применимости установленных физических законов, основанных на них теорий и открывает перспективы дальнейшего развития науки»¹ .

Формирование экспериментальных знаний и умений осуществляется в процессе обучения физике в двух основных формах: проведение учебного эксперимента и ознакомление с историческими опытами и наблюдениями, сыгравшими большую роль в развитии физической науки. Эти две формы, каждая из которых выполняет свои собственные обучающие функции, взаимно дополняют друг друга и являются в одинаковой степени необходимыми элементами физического образования. Действительно, если бы ознакомление учащихся с методами экспериментального исследования ограничивалось постановкой учебного физического эксперимента в нынешнем его состоянии, то существовала бы определенная опасность того, что у школьников может утвердиться неправильное понимание сущности и роли этих методов в процессе познания. Ведь в методологическом отношении учебный эксперимент резко отличается от научного по задачам, сложности и числу проведенных опытов, их вариативности, оборудованию, технике измерения и расчетов, соотношению запланированности и случайности и т.д. Вот почему, наряду с традиционной системой учебного эксперимента, необходимо широкое внедрение в школьный курс физики разработанной и обоснованной системы методологических знаний о физическом научном эксперименте. В содержание такой системы включаются знания о роли эксперимента в научном познании и практической жизни; о видах физического эксперимента – наблюдении и опыте; о методологическом принципе наблюдаемости; о сущности процедуры измерения; о требованиях к современному эксперименту; о специфике измерений в микромире и др.

Система включает также комплекс экспериментальных умений методологического характера: описать наблюдение или опыт; подметить различие между тем, что ожидалось получить и что в действительности получилось в ходе эксперимента; отличить в нем существенное от второстепенного; сделать предсказание дальнейшего хода эксперимента; самостоятельно выдвинуть гипотезу (сделать вывод), объясняющую полученный результат; использовать графики и таблицы.

Мысленный эксперимент играет важную роль в научном познании. Под мысленным экспериментом иногда понимают такие операции, которые предшествуют реальным опытам, являясь их детальным продумыванием, мысленной «репетицией». В таких случаях мысленные эксперименты в силу своей наглядности и убедительности позволяют ученым проверять еще до проведения опыта (а иногда потребность в последних и отпадает) полученные теоретические Результаты в качественной форме и, следовательно, судить об их справедливости, заранее оценивая шансы на успех реальных опытов, часто весьма дорогостоящих.

В более общем случае под мысленным экспериментом понимают оперирование идеализированными объектами с целью получения новых данных или доказательства справедливости предложенных гипотез. В таком понимании мысленные эксперименты не могут быть проведены в действительности по техническим причинам. Но всегда мысленные эксперименты должны быть логически непротиворечивыми.

Как отмечал А. Эйнштейн, их функция состоит в том, чтобы «оперировать в мысли с вещами, невозможными практически, т.е.такими, которые противоречат нашему повседневному опыту, но не с полнейшей бессмыслицей».

Мысленный эксперимент широко использовали в своем творчестве при выдвижении фундаментальных идей, теорий, законов Галилей, Ньютон, Максвелл, Эйнштейн, Бор, Гейзенберг и другие выдающиеся физики.

В последнее время в преподавании физики все чаще используется этот метод как одно из средств наглядности при изложении сложного материала.

Мысленный эксперимент как метод теоретического познания в школьном курсе физики выполняет следующие познавательные функции: служит средством наглядности при изложении сложного материала, а также своеобразным способом доказательства выдвинутых положений еще до выполнения реального эксперимента (иногда потребность в последнем отпадает).

Мысленные эксперименты условно могут быть разделены на исторические и эксперименты чисто учебного характера, которые предлагают учитель или учащиеся в процессе объяснения какого-либо явления.

Мысленные эксперименты учебного характера применяются, например, при выводе формулы архимедовой силы, действующей на тело кубической формы, полностью погруженное в жидкость; при выводе основного уравнения кинетической теории идеального газа и т.д.

Исторические мысленные эксперименты следует излагать, используя хрестоматийный материал: отрывки из сочинений ученых, исторические рисунки и др.

Знакомясь с мысленными экспериментами, выдвинутыми учеными прошлого и настоящего, учащиеся смогут проследить за ходом мысли ученого, его теоретической аргументацией, овладевая при этом интеллектуальными навыками познания.

Гипотеза является важным рабочим инструментом в научном познании. Анализируя полученные экспериментальным путем те или иные факты, ученый выдвигает предположение – гипотезу, на основе которой объясняет наблюдаемое явление, вскрывает его внутренний механизм, связь с другими явлениями.

Подчеркивая познавательную ценность гипотезы, С.И. Вавилов все методы построения физической теории разбил на три класса: метод принципов, метод модельной гипотезы и метод математической гипотезы.

Первый путь построения физического знания был разработан впервые Ньютоном при создании классической механики. Он заключается к следующем. На основе опыта формулируются аксиомы или так называемые принципы, и из них дедуктивным путем выводятся отдельные законы и положения, которые должны быть проверены на опыте. Согласие этих следствий с опытом служит гарантией справедливости основных положений теории. Методом принципов построены, помимо классической механики, также термодинамика, электродинамика, теория относительности, атомная теория Бора.

Преимущество метода модельной гипотезы заключается в его наглядности и простоте, он неоднократно использовался в истории физики. Этим методом построены, например, молекулярно-кинетическая теория, статистическая физика, классическая электронная теория.

Метод математической гипотезы наиболее абстрактен. С его помощью создана квантовая механика. Фундаментальная идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме возникла на основе экстраполяции математического соотношения между длиной волны и импульсом для фотона на микрочастицы, Л. де Бройль воспользовался аналогией между математическим аппаратом аналитической механики и волновой теорией. Гипотеза о существовании позитрона также вытекала из решения уравнения в созданной П. Дираком квантовой теории электрона. В средней школе метод математической гипотезы можно проиллюстрировать, используя аналогию между гравитационным и электростатическим полем.

Учащиеся должны понимать разницу между научной гипотезой, выдвигаемой для разрешения той или иной проблемной ситуации, возникшей в процессе познания, и гипотезой, основанной на домыслах, слепой вере в «божественные силы» или фантастических предположениях, ничего общего не имеющих с реальностью. Поэтому надо обратить их внимание на ряд условий, обеспечивающих состоятельность научной гипотезы. Прежде всего, гипотеза должна пройти через логический анализ, ее необходимо сопоставить с теми известными фактами, справедливость которых неоднократно и надежно обоснована. Вместе с тем гипотеза не должна слепо приспосабливаться к фактам, которые кажутся само собой разумеющимися, соответствующими нашему «здравому смыслу». В истории науки было много случаев, когда такие факты пересматривались и опровергались новой теорией, возникшей на основе «безумной» гипотезы. Как отмечал К.А. Тимирязев, «иногда говорят, что гипотеза должна быть в согласии со всеми известными фактами; правильнее было бы сказать – или быть в состоянии обнаружить несостоятельность того, что неверно признается за факты и находится в противоречии с нею».

Последнее обстоятельство можно проиллюстрировать рядом примеров: гипотеза Коперника о движении Земли вокруг Солнца, составившая основу гелиоцентрической системы; гипотеза Галилея об одинаковости падения тел в безвоздушном пространстве, получившая простую интерпретацию в механике Ньютона; гипотезы Бора о характере поведения электронов в атоме, включенные в виде постулатов в атомную теорию, и т.д.

Научная гипотеза как предположительное знание требует своего экспериментального подтверждения, а поэтому должна быть принципиально проверяема. Пусть гипотеза не проверена сегодня (она, например, неактуальна для данного состояния науки, или технический уровень не позволяет это сделать), тогда она будет проверена в будущем, но до этого времени ученые относятся к ней с недоверием и не делают, как правило, эту гипотезу предметом исследования. В истории физики бывали случаи, когда гипотеза ждала своего подтверждения целые столетия (например, атомистическая гипотеза, впервые введенная в физику древнегреческими материалистами Демокритом и Эпикуром, была надежно доказана экспериментами лишь в начале XX в.; гипотеза Гюйгенса о волновых свойствах света, выдвинутая в XVII в., получила экспериментальное подтверждение в XIX в. и т.д.). Гипотеза, не подтвержденная экспериментально, не включается в научное знание. Усвоению этого положения учащимися должны помочь соответствующие примеры.

На примерах ряда гипотез, таких, как гипотезы теплорода, электрической и магнитной жидкостей, светоносного эфира, школьники должны усвоить, что гипотезы, принципиально не проверяемые, не имеют права на существование в науке, однако они часто стимулируют поиск ученых, наталкивая их на новые эксперименты и, подобно строительным лесам, помогают строить здание физической науки. Учащихся следует познакомить еще с одним свойством научной гипотезы – ее плодотворностью. Выдвинутая вначале для объяснения одного-единственного явления, гипотеза надежно служит в дальнейшем при исследовании целого ряда процессов. Таковы фундаментальные гипотезы об атомах, о квантах. Квантовая гипотеза, например, выдвинутая М. Планком в 1900 г. только для объяснения излучения абсолютно черного тела (сам ученый вначале был категорически против ее экстраполяции на другие явления), была вскоре развита и обобщена А. Эйнштейном в гипотезу о фотонах (1905 г.), и на этой основе получили объяснение фотоэффект и люминесценция; была построена теория удельных теплоемкостей многоатомных газов и твердых тел (1911 г.). Эта же гипотеза была использована Н. Бором для создания теории атома водорода (1913 г.) и т.д.

В настоящее время квантовая гипотеза, блестяще подтвержденная экспериментально, стала прочным фундаментом всей современной физики.

Необходимо также показать учащимся, как происходит уточнение и углубление гипотезы, выдвинутой вначале в форме догадки, превращение ее в теорию посредством эксперимента и ло гичес кого аппарата. При этом нельзя забывать, что в учебном процессе гипотеза получает свое обоснование и доказательство сразу же после ее выдвижения, поэтому всегда следует отмечать долгий путь развития научной гипотезы от гениальной догадки ученого до сложившейся теории.

Между теорией и гипотезой, положенной в основу данной теории, нет качественного различия. Гипотеза служит отправной точкой, первой ступенью в построении физической теории. Экспериментальное подтверждение следствий теории является одновременно подтверждением тех основных посылок теории, которые были выдвинуты вначале как гипотезы. Это можно проиллюстрировать при изучении теории всемирного тяготения, теории электромагнитного поля, элементов теории относительности. [5]

В учебном процессе логический процесс формирования гипотезы состоит в ее выводе из ранее изученных законов, теорий, идей. При этом происходит дедуктивная экстраполяция этих знаний на объяснение новых фактов и результатов экспериментальной деятельности учащихся.

При этом нельзя забывать, что в учебном процессе гипотеза получает свое обоснование и доказательство сразу же после ее выдвижения, поэтому всегда следует отмечать долгий путь развития научной гипотезы от гениальной догадки ученого до сложившейся теории.

Физическая теория и методы теоретического познания.

Подчеркивая экспериментальный характер физической науки, учитель не должен забывать и о втором уровне научного познания – теоретическом. Экспериментальные факты, не объединенные в теорию, способную объяснить эти факты и предсказать новые, не имеют большой познавательной ценности. Известный физик Л.И. Мандельштам отмечал: «В достижении нашей конечной цели – познания природы – могучим подспорьем, систематизирующим наш опыт и дающим возможность пользоваться материалом, является теория. Теория, а значит, и орудие, которым она пользуется, – математика, не является балластом и чем-то искусственно пристегнутым к науке о природе. Нет, она есть то орудие, без которого мы не были бы в состоянии осилить окружающий нас мир как в практическом смысле, так и в смысле удовлетворения умственных потребностей. Поэтому я нахожу – не считайте это парадоксом, что нельзя требовать знания только опытной физики, но вовсе не потому, что это слишком мало, а потому, что это слишком трудно. Более или менее полное знание опытной физики без помощи теории человеку не под силу…»¹ .

С терминами «теория», «теоретическое» школьники знакомятся задолго до изучения конкретных физических теорий в старших классах средней школы. С названными понятиями они ассоциируют житейские и даже чисто ученические представления: «теория – это то, что написано в учебнике и надо выучить», противопоставляя последней решение задач или проведение лабораторных (практических) занятий.

Философия, анализируя соотношение теории и практики, теоретической и практической деятельности человека и т.д., придает понятию «теория» широкий смысл познавательной деятельности вообще. В методологии науки это понятие имеет более узкий смысл: оно означает не всю познавательную деятельность человека, а лишь тот ее высший уровень, на котором выявляются наиболее существенные свойства и закономерности изучаемых явлений.

Во всех естественных науках имеются свои теории. Среди всех естественнонаучных теорий физическая теория отличается высоким уровнем систематизации знаний, логическим совершенством, глубоким проникновением в нее математики, непосредственной связью с экспериментом – все это позволяет считать физическую теорию образцом теоретического знания, недосягаемым пока для других наук. Вот почему так важно формировать у учащихся методологические знания о сущности и структуре научной теории, методах теоретического познания природы.

Теоретическое познание школьника включает как уровень овладения отдельными методами, так и уровень усвоения целостной физической теории. Первый уровень теоретического познания должен широко использоваться на всем протяжении обучения физике.

Определение теории в точной и полной формулировке давать школьникам вряд ли целесообразно (да это и невозможно), однако в соответствующих темах школьного курса физики необходимо познакомить учащихся с важнейшими характеристиками научной теории. К таким характеристикам относятся следующие:

1. Теория должна быть достоверна и соответствовать результатам эксперимента (другими словами, выдерживать экспериментальную проверку).

В процессе ознакомления в старших классах с физическими теориями (их основами или элементами) необходимо обращать внимание учащихся на те факты, полученные экспериментально, которые подтвердили справедливость изучаемых теорий.

Те же теории и теоретические положения, которые казались логичными и математически безупречными, и конце концов отвергались как неверные, если не подтверждались па опыте. Так, при изучении тепловых явлений учащихся знакомят с теорией теплорода как теорией, не выдержавшей экспериментальной проверки и поэтому ошибочной.

2. Теория должна объяснять факты, а не только их описывать. Как отмечал Э. Резерфорд, «ценность любой рабочей теории основана на той совокупности экспериментальных фактов, которые она может объяснить, и на ее способности предложить новые направления исследований»¹ . В процессе объяснения исследуемые явления включаются в рамки созданной теории, получая свое обоснование на базе основных положений теории. При этом вскрываются внутренние связи между явлениями, их фундаментальные свойства, устанавливается их причинная обусловленность. В результате объяснения обеспечивается понимание сущности исследуемого круга явлений. Объяснительная функция научной теории во многих чертах сходна с объяснением в учебном процессе, где оно выступает как один из эффективных способов усвоения учебного материала.

Объяснительная функция теории раскрывается, например, в процессе изучения многих тепловых и молекулярных явлений. Понятие температуры, газовые законы, агрегатные состояния и агрегатные превращения, поверхностное натяжение и свойства твердых тел объясняются на основе молекулярно-кинетической теории, что постоянно подчеркивается при изложении материала на страницах учебника. Учащиеся глубже понимают и лучше усваивают такие вопросы, как сила тока и электродвижущая сила, закон Ома, зависимость удельного сопротивления от температуры, закон Джоуля – Ленца, когда для их объяснения используется электронная теория.

Квантовая теория света помогает объяснить фотоэффект и люминесценцию, теория Бора – линейчатые спектры излучения и поглощения и т.д.

3. Теория должна быть эвристичной и предсказательной (т.е. давать новые знания, первоначально в нее не заложенные).

Научное предсказание наряду с объяснением – важнейшая функция теории, позволяющая предвосхищать дальнейшее развитие и усовершенствование этой теории, открывать «на копчике пера» новые явления и закономерности, с которыми наука не сталкивалась до сих пор.

Курс физики средней школы содержит большой материал, позволяющий показать эвристические свойства физической теории. Так, при изучении электромагнитного поля знакомим учащихся с предсказанием Максвелла об электромагнитной природе света. Рассказываем, что из уравнений Максвелла следовал вывод о распространении электромагнитного поля со скоростью, совпадающей со значением скорости света. Это позволило ученому выдвинуть гипотезу, согласно которой свет есть электромагнитные волны. Предсказание Максвелла получило в дальнейшем экспериментальное подтверждение в опытах Герца и Лебедева.

4. Теория должна быть достаточно концентрированной и общей (т.е. такой, чтобы, исходя из небольшого числа основных положений, можно было получать различные следствия и охватывать достаточно большое число реальных явлений).

Если бы физическая теория объясняла только один факт, одно явление, то вряд ли она имела бы какую-нибудь ценность. Любая физическая теория, даже созданная для объяснения небольшого круга природных явлений, должна описывать все явления данного круга. Так, теория всемирного тяготения, созданная Ньютоном на основе анализа одного явления – движения Луны вокруг Земли, сумела объяснить многие явления макро- и мега-мира, где гравитационное взаимодействие играет существенную роль. При изучении механики и астрономии учащиеся узнают, что сам Ньютон и другие исследователи прошлого и настоящего использовали теорию всемирного тяготения для решения большого числа важных научных проблем, среди которых были: определение массы Солнца, Земли, Луны и других планет; доказательство независимости ускорения свободного падения от массы тел и вычисление значения g на экваторе; установление несферичности формы Земли, объяснение прецессии точек равнодействий; объяснение приливов и отливов; раскрытие природы комет и описание их движений; расчет полетов искусственных спутников Земли; расчет возмущений движений планет и т.д.

5. Теория должна быть внутренне непротиворечивой и допускать усовершенствование.

В процессе ознакомления учащихся с различными физическими теориями необходимо показывать, что теория создается не сразу и не окончательно, ее основные идеи постепенно уточняются, углубляются, расширяются, пока она не принимает свою окончательную и совершенную форму. Так, молекулярно-кинетическая теория прошла многовековую историю от атомистической гипотезы древнегреческих философов-материалистов Демокрита и Эпикура до конца XIX в., когда эта теория получила статистическую интерпретацию в трудах Больцмана, Максвелла и Гиббса; а теория электромагнитного поля Максвелла не сразу приняла современный вид «изящных» уравнений: на протяжении десятилетий Максвелл и другие ученые шаг за шагом уточняли, дополняли и в конце концов упразднили модели, которые Максвелл ввел для наглядной интерпретации абстрактных понятий, связанных с электромагнитным полем.

В процессе изучения физических теорий или их элементов учащиеся должны увидеть их системный характер, структуру:

1) основные понятия, отражающие эмпирический базис, и совокупность фактов, на которых зиждется теория – основание теории;

2) основные принципы и законы, составляющие ядро теории;

3) следствия, выведенные из принципов и законов путем логической дедукции.

Эти структурные компоненты устоявшейся теории должны включаться в логически замкнутую цепочку – схему научного познания, представляющего собой единство экспериментального я теоретического уровней познания природы.

Формирование методологических знаний об экспериментальном и теоретическом уровнях научного познания необходимо осуществлять в процессе обучения таким образом, чтобы в сознании школьника эти уровни всегда представлялись как два неразрывно связанных и взаимодополняющих аспекта единого научного подхода к познанию действительности.

2. Контроль знаний и умений учащихся по физике

физика школа методология эксперимент

Контроль знаний и умений учащихся является важным звеном учебного процесса, от правильной постановки которого во многом зависит успех обучения. Выделяют следующие цели контроля знаний и умений учащихся:

– диагностирование и корректирование знаний и умений учащихся;

– учет результативности отдельного этапа процесса обучения;

– определение итоговых результатов обучения на разном уровне.

Место, в которое целесообразно поместить проверку в процессе обучения, определяется ее целями.

Как было установлено, основная цель проверки как для учащихся, так и для учителя, – выяснить, усвоили ли учащиеся необходимые знания и умения по данной теме или разделу. Основной функцией здесь является контролирующая. Естественно предположить, что контроль нужен на разных этапах обучения и на разном уровне: тематический, четвертной учет, экзамены и т.д.

Контроль, проводящийся после изучения небольших «подтем» или циклов обучения, составляющий какой либо раздел, принято называть текущим. Контроль, проводящийся после завершения крупных тем и разделов физики, принято называть итоговым. Итоговый контроль также включает в себя переводные и выпускные экзамены.

Учителю необходимо установить, какая форма контроля подходит для текущего контроля, а какая – для итогового. Это можно сделать, учитывая время, которое занимает та или иная форма, а также количество материала, которое она позволяет проверить. Так, например, физический диктант и кратковременная самостоятельная работа с полным правом могут быть отнесены к текущему контролю знаний и умений учащихся: они кратковременны и не могут охватить весь изученный материал. Тестовые задания, составленные по-разному, с разным количеством вопросов, могут быть как формой текущего, так и итогового контроля, однако чаще задания с выбором ответов используются при текущей проверке. Устный зачет по теме и письменная – формы итогового контроля, так как охватывают большое количество материала и занимают много времени. Контрольная лабораторная работа может использоваться на итоговом контроле, однако, учитывая то, что она может проверить ограниченный круг умений учащихся, ее целесообразно комбинировать, как было сказано ранее, с другими формами проверки.

2.1 Методы и формы контроля

Проверка знаний позволяет выяснить уровень усвоения материала и на основе этого управлять учебным процессом совершенствуя методы и формы работы учащихся. Проверка знаний является связующим звеном между учителем и учащимися.

Знание и понимание функций контроля поможет учителю грамотно, с меньшей затратой времени и сил планировать и проводить контрольные мероприятия, достигать должного эффекта.

Функции проверки: ориентирующая, обучающая, диагностирующая, контролирующая, развивающая, воспитательная.

Методы проверки: устный, письменный, графический, практический.

Виды проверки:

– по объему: текущие, итоговые;

– по количеству учащихся: индивидуальная, групповая, классная, массовая.

Формы контроля знаний и умений учащихся – многочисленные, разнообразные виды деятельности учащихся при выполнении контрольных заданий. Форм контроля очень много, т. к. каждый учитель вправе придумать и провести собственные, кажущиеся ему наилучшими, контрольные задания.

Формы проверки: устный опрос, контрольная письменная работа, контрольная лабораторная практическая работа, зачет и диспуты, решение задач, физический диктант.

Ориентирующая функция проверки ориентирует преподавателя на слабые и сильные стороны усвоения материала. Передовые учителя при изложении нового материала обязательно задают вопросы цель которых выделить главное в изучаемом материале. Сам процесс проверки помогает учащимся выделить главное в изучаемом, а учителю определить степень усвоения этого главного.

Обучающая функция. Самая главная функция проверки. Проверка помогает уточнить и закрепить знания выполнения проверочных заданий. Способствует формированию знаний до более высокого уровня. Формирует умение самостоятельности и работы с книгами.

Контролирующая. Для контрольных работ и самостоятельных работ она является главной.

Диагностирующая. Устанавливает причины успехов и неудач учащихся. Проводятся специальные диагностирующие работы, которые определяют уровень усвоения знаний (их 4 уровня).

Развивающая функция. Проверка определяет способности студента распоряжаться объемом своих знаний и умением строить собственный алгоритм решения задач.

Воспитательная функция. Приучает учащихся к отчетности, дисциплинирует их, прививает чувство ответственности, необходимости систематических занятий.

2.2 Методы текущих и итоговых проверок и их функции

Методы:

1. Устный

2. Письменный

3. Графический (умение строить и читать графики)

4. Практический (умение проводить эксперименты)

Чаще используется устный, индивидуальный или фронтальный опрос и решение задач.

Виды деятельности при текущем опросе:

– Устное изложение

– Решение качественных и расчетных задач

– Выполнение практических работ (лабораторные работы, опыты, экспериментальные задачи)

– Построение и чтение графиков, решение задач с помощью графиков

– Физические диктанты

– Тесты

– Работы с дидактическим материалом

Главное в текущей проверке – не контроль знаний, а выявление знаний и не знаний. Текущая проверка имеет ориентирующую функцию, обучающую, воспитательную, развивающую, диагностирующую.

Контрольная функция является вспомогательной. Воспитательное значение имеет выставляемая учителем оценка, она должна быть объективной. Нельзя снижать оценку за плохое поведение.

Итоговая проверка проводится по теме, разделу, за четверть, полугодие. Основная функция контролирующая.

Любая проверка носит обязательно и обучающую функцию, так как помогает повторить, закрепить, привести знания в систему. Чаще проверяется в виде письменных, контрольных работ (расчетные и качественные задачи, тесты, контрольные и лабораторные работы), в старших классах: зачеты, диспуты, дискуссии. При проверке контрольной работы учитывается способ решения задач, выявляют типичные ошибки и затруднения. Недостаток контрольной: охватывают небольшой объем материала.

Качественные задачи предполагают не громоздкие ответы, а также не должно быть ответов типа «да» и «нет». Они должны содержать не более трех-пяти предложенных или четырех логических шагов для объяснения.

Тестирование – индивидуальное и самостоятельное выполнение учащимися теста учебных достижений. Тест (испытание, проба, проверка) – это совокупность заданий, которые направлены на измерение степени усвоения определенных аспектов содержания обучения, а также совокупность соответствующих эталонов и инструкция по выполнению работы учащимися. Общеизвестны требования к тесту:

1) относительная кратковременность выполнения заданий;

2) однозначность, т.е. на каждый вопрос должен быть только один правильный ответ;

3) краткость ответа;

4) возможность качественной и количественной оценки результатов;

5) соответствие уровню преподавания;

6) ясность заданий для учащихся;

7) наличие эталонов правильных ответов или (и) решений.

Содержание теста определяется содержанием модуля и включает учебные действия от узнавания до применения знаний в измененной или новой ситуации. Каждое из заданий теста может быть «взвешено», т.е. устанавливается его процентный вес. Полностью, правильно выполненный тест – 100%.

Могут применяться тесты различных видов. Задания в них могут предполагать:

1) краткие и конкретные ответы на вопросы;

2) заполнение пропусков в текстах;

3) выбор правильного ответа из нескольких альтернатив;

4) поиск соответствия (найти соответствующий элемент из двух множеств);

5) определение последовательности (какой будет следующий элемент?).

Используются тесты со свободно конструируемым ответом.

После тестов учащиеся должны быть готовыми к устным ответам по ним.

Физический диктант – знание формул, формулировок законов, определений понятий, усвоение и правильное понимание физических терминов, символических обозначений, знания систем единиц и единиц измерения физических величин.

Доклады способствуют умению работ с литературой, выделять главное, обобщать, обосновывать, систематизировать и делать выводы.

Экспериментальные задачи и контрольные лабораторные работы проверяют наличие экспериментальных умений.

2.3 Требования к знаниям и умениям

Это планируемый результат обучения, который предполагает наличие таких компонентов:

1. Основное содержание обучения (то, что необходимо знать)

2. Степень усвоение основного содержания до определенного уровня.

Уровни усвоения:

2.1. Воспроизведение.

2.2. Умение работать по образцу (подставлять формулы в решение задач).

2.3. Умение применять знание в измененной ситуации.

2.4. Творческий уровень – умение самостоятельно создавать новые для учащегося методы решения задач, новые конструкции, новые модели.

3. Виды деятельности учащихся по усвоению содержания обучения до определенного уровня. Например: пересказ – уровень воспроизведения; решение типичных задач – умение работать по образцу.

Структура содержания обучения:

1) Понятийные объекты (факты, понятия, законы, теории, методы науки).

2) Деятельностные объекты (умение и навыки). Подраздел:

– Частные или предметные.

– Общие (интеллектуальные умения и умения рационального учебного труда)

Предметные умения: умение проводить эксперимент, измерять, наблюдать, решать задачи, читать и строить графики, читать и строить схемы.

Интеллектуальные умения: абстрагировать, анализировать, синтезировать, обобщать, делать выводы, конкретизировать.

Умения рационального учебного труда: умение планировать учебную деятельность, работать с книгой, оформлять результаты (конспект, , тезисы, отчеты, доклады), контролировать учебную деятельность и корректировать ее.

Теории, законы и основные физические понятия должны быть усвоены на третьем уровне. К основным понятиям физики относятся сквозные понятия (m, u, a, p, F, E…). Понятия, которые входят в ядро темы, но не относятся к основным, должны быть усвоены на первом и втором уровне. Итоговая проверка должна состоять из заданий, которые выявляют все четыре уровня усвоения знаний. [1]

2.4 Отметки и оценки на контрольных этапах

Методисты различают понятия «оценка» и «отметка». Оценка – это слова, с помощью которых учитель «оценивает», анализирует успехи ученика, хвалит или порицает его, обращает внимание на полноту или недостаточность его знаний. Оценка может даваться как в устной форме, так и письменно. Отметка – это привычные нам цифры, от 1 до 10, выражающие успехи ученика, соответствие его знаний предъявляемым требованиям. Однако очень часто эти понятия не различаются учителями, т. к. считается что отметка, она, по сути, и есть оценка успеваемости ученика.

Роль оценок и отметок огромна. Они не только служат для учета успеваемости учащихся, помогая тем самым учителю ориентироваться в успешности обучения учащихся, но и помогают самому ученику, и эта их главная функция, судить о своих знаниях, выявлять собственные пробелы и исправлять их. Правильно поставленная отметка, вместе с оценкой учителем работы ученика, ободряет, стимулирует его к дальнейшему обучению, либо, наоборот, заставляет задуматься и насторожиться по поводу какого-то неуспеха. Именно поэтому отметки и оценки должны быть объективными – это главнейшее требование к ним. Только тогда они будут серьезно рассматриваться учениками, ребята будут верить и уважать мнение своего учителя. Недопустимо занижение или завышение оценок, нельзя использовать отметки как средство наказания ученика за нарушение дисциплины.

При проставлении отметки надо руководствоваться многими факторами. Во-первых, это, конечно требования к знаниям учащихся в процессе изучения темы, исходящие из целей обучения данной теме. Во-вторых, учитывается полнота охвата материала, сложность и новизна заданий, предлагаемых учащимся, самостоятельность их выполнения. В устных и письменных ответах необходимо учитывать логичность изложения, обоснованность утверждений, культуру речи. Эти требования повышаются с увеличением возраста учащихся. [6]

Список использованных источников

1. Вопросы методологии физики в курсе средней школы./ Г.М. Голин. – М.: Просвещение, 1987. – 128 с.

2. О соответствии методов обучения физике содержанию учебного материала./ Бедшакова З.М. // Физика в школе – 1983. – №5. – с. 55.

3. Методика преподавания физики в средней школе./ Бугаев А.И. – М.: Просвещение, 1984. – 284 с.

4. Преподавание физики в условиях модернизации. // Физика в школе – 2003. – №5. – с. 20–25.

5. Обучение теоретическим методам познания./ Одинцова Н.Н. // Физика в школе. – 2002. – №4. – с. 27.

6. О преподавании физики в средних общеобразовательных школах./ В. Коровин. // Физика в школе. – 2001. – №6. – с. 19.

7. Педагогический словарь./ под ред. Каирова И.А. – М.: АПН РСФСР, 1960. – Т. 1 – 774 с., Т. 2 – 766 с.

содержание .. 763 764 765 ..