Сторінка
9

Місце та роль рівневих систем фізичних задач в процесі диференційованого навчання фізики

По-друге, слід ураховувати й те, що учні класів зазначених профілів навчання поглиблено вивчають хімію, отже, з деяких питань зазначених тем вони мають досить широкі й глибокі знання. Завдання вчителя фізики полягає в тому, щоб розкрити зміст фізичних теорій стосовно обраної учнями конкретного профілю сфери діяльності, продемонструвати можливість практичного застосування фізичних законів та їх наслідків у хімії, біології, медицині тощо. Лише за цієї умови набуті знання майбутніх хіміків, біологів, лікарів, технологів дістануть міцну теоретичну базу, стануть системними і перейдуть у розряд переконань.

З цією метою ми пропонуємо організувати навчальний процес на основі широкого застосування задачного підходу. Для цього необхідно:

1) створити систему спеціальних рівневих задач у кожному розділі шкільного курсу фізики, зміст яких відповідав би конкретному профілю і був цікавим та зрозумілим для учнів цих класів;

2) побудувати відповідну систему методів і способів розв'язування задач;

3) організувати навчальну діяльність у формі постановки і розв'язування спеціальної системи навчально-пізнавальних задач певної профільної спрямованості і різного рівня складності;

4) привчати учнів до широкого використання теоретичних знань, методів дослідження й пізнання, практичних умінь і навичок, набутих ними в процесі вивчення інших навчальних дисциплін.

Такий підхід дає змогу максимально наблизити питання, які вивчає фізична наука, до сфери інтересів учнів, проілюструвати на конкретних прикладах впровадження теоретичних фізичних знань в обраній ними галузі знання, довести на практиці єдність і універсальність фундаментальних законів природи, застосувати єдиний підхід до тлумачення наскрізних понять (таких, наприклад, як енергія, маса, рівноважний стан, оборотні й необоротні процеси тощо).

Методика використання рівневих систем фізичних задач як засобу диференційовного навчання учнів

Серед важливих засобів підвищення ефективності навчального процесу, реалізацій прикладної спрямованості шкільного курсу фізики є здійснення міжпредметних зв’язків. Міжпредметні зв’язки дають можливість повніше розкрити перед учнями процеси, закономірності, які вивчаються, успішно розв’язувати завдання формування в них наукового світогляду, розвивати їх мислення і пізнавальні інтереси. Свідомого засвоєння знань учнями можна досягти лише при здійсненні міжпредметних зв’язків, коли учні використовують набуті знання для виконання різного роду практичних завдань, що дає можливість підготувати повноцінного громадянина нашої країни, здатного до цілісного пізнання законів природи. Здійснення міжпредметних зв’язків передбачає такий взаємозв’язок всього навчально-виховного процесу, коли різні навчальні дисципліни з різних сторін вивчають окремі сторони явищ природи. При цьому зв’язок між явищами, що вивчаються, не порушує внутрішню логіку кожної з дисциплін. Встановлюючи ці природні органічні зв’язки, вчитель сприяє формуванню в учнів узагальнених знань про важливі явища об’єктивного світу, вироблення єдиного цілісного наукового світогляду. Оскільки в сучасних умовах будь-якому спеціалісту необхідно опиратися на досягнення суміжних галузей знань, то зростає політехнічне знання міжпредметних зв’язків. Спроби використання фізичних задач на уроках алгебри і початків аналізу розглянуті в дослідженнях. Однак в цих роботах не розглядались рівневі фізичні задачі, що в даний час є доцільним, оскільки середні загальноосвітні навчальні заклади перейшли на рівневе навчання.

Ми пропонуємо розв’язувати питання політехнічного навчання і міжпредметних зв’язків алгебри і початків аналізу та фізики за допомогою спеціально підібраної рівневої системи фізичних задач, які мають зіграти велику роль у розвитку в учнів навичок застосування на практиці теоретичних знань, одержаних при вивченні похідної та її застосування. В таких задачах можна розглядати різноманітні застосування похідної у виробництві, науці, техніці, промисловості, народному господарстві. Розв’язування фізичних задач у процесі вивчення алгебри і початків аналізу є складовим елементом у навчанні алгебри і початків аналізу, причому задачі ми підбираємо, користуючись чотирма рівнями навчальних досягнень учнів: початковим, середнім, достатнім, високим, які розроблені Міністерством освіти і науки України.

Зауважимо, що серед наведених задач важливу роль відіграють також експериментальні задачі, які дають можливість відтворювати в навчальному процесі процедуру перевірки наукової гіпотези і показати шлях наукового становлення теорії. Ці задачі можуть бути використані як додаткові задачі, що замінюють чисто алгебраїчні задачі з підручника. Розглянемо деякі аспекти оцінювання знань і вмінь учнів.

Відповідно до завдань профілів вивчення фізики та визначених вимог щодо рівнів засвоєння навчального матеріалу створена рівнева система фізичних задач, застосування якої дає змогу здійснювати диференційоване навчання фізики.

Прикладом елементів цієї системи можуть бути такі задачі.

1. Рівень А. У закритій посудині під тиском р0 є 2 моль водню і 1 моль кисню. Між ними відбувається хімічна реакція утворення 2 моль водяної пари. Який тиск установиться в посудині після охолодження продукту реакції до початкової температури?

Рівень В. У закритій посудині під тиском р0 є суміш кисню і водню. Між ними відбувається хімічна реакція. Який тиск установиться в посудині після охолодження продукту реакції до початкової температури?

Рівень С. У закритій посудині є суміш водню і кисню при температурі t1=27°С. Маса водню m1= 0,2 г, кисню — m2 = 3,2 г. Після хімічної реакції тиск у посудині збільшився втричі. Знайти температуру Т2

Розв'язування цієї задачі на рівні С потребує від учня використання деяких умінь, яких він набув у процесі вивчення хімії у 8 класі: складати рівняння хімічної реакції, визначати молярну масу заданих речовин. Крім того, необхідно з'ясувати, чи повністю прореагували вихідні речовини. Під час аналізу умови задачі виявляється, що при заданих масах реагентів в процесі реакції не лише утворюється 0,1 моль водяної пари, а ще й залишається половина даної кількості кисню, тобто 0,05 моль.

2. Дано реакцію утворення водяної пари при стандартних умовах (температурі 298 К і нормальному атмосферному тиску):

2Н2 (г) + 02 (г) = 2Н20 (г) + 483,6 кДж

Рівень А. Яка кількість теплоти виділиться при згорянні 2 м3 водню Н2, взятого при. температурі 50 °С і тиску 780 мм рт. ст.?

Рівень В. Визначити зміну внутрішньої енергії, якщо внаслідок реакції утворилося 2 моль водяної пари за стандартних умов.

Рівень С. За яких умов можливий перебіг прямої реакції утворення водяної пари? Оцінити граничне значення температури, за якої ще можлива пряма реакція.

Розв'язуючи останню задачу на рівні С, деякі учні можуть використати особливості перебігу ендо- і екзотермічних реакцій лише на якісному рівні. При цьому вони наберуть 8 балів, що достатньо для оцінювання їхніх знань на «відмінно». Але деякі учні можуть провести повноцінний аналіз даної реакції, використовуючи знання з хімії про закономірності перебігу хімічних реакцій (поняття ентропії, теплового ефекту реакції, потенціалу Гіббса). У цьому разі учні отримують максимальну кількість балів, що свідчить про глибоке розуміння ними досліджуваного процесу та сформованість уміння трансформувати знання з інших дисциплін для розв'язування конкретної задачі.