Диагностика сложности учебных задач по физике в 7-м классе по теме: "Скорость"

Современная парадигма образования полностью меняет отношение “учитель-ученик”, где учитель перестает быть передатчиком знаний, а выступает в роли помощника, консультанта. Ученик становится субъектом обучения и несет ответственность за результаты своей деятельности. Учитель организует эту деятельность, управляет этой деятельностью, помогает оценить полученные учеником результаты и выявляет способы совершенствования его деятельности. В связи с этим меняется и построение учебного процесса таким образом, чтобы ученик сам определял цель деятельности, сам строил маршрут своего образования. Этому соответствует задачный подход в обучении.

Определение понятия “задача” стало предметом многих наук. В настоящей работе под задачей мы понимаем “всякую операционально и диагностично выраженную цель” [1].

Систематическое решение задач является одним из условий обеспечения глубоких и прочных знаний учащихся, способствует развитию логического мышления учащихся, воспитывает трудолюбие, волю. Умение решать задачи является одним из основных показателей глубины освоения учебного материала [10]. В этой связи определение уровня сложности учебных задач приобретает особую значимость.

Одним из основных требований к системам задач и упражнений является их расположение в порядке возрастание степени (уровня) сложности. Этому вопросу уделяли и уделяют большое внимание многие ведущие ученые: Я.А.Микк, И.Я Лернер, Г.Я.Балл, В.И.Крупич и многие другие. В настоящее время понятие “сложность” учебной задачи отличают от понятия “трудности”. Так, Гузеев. В.В пишет: “Сложность задачи является ее формальной характеристикой, которая определяется структурой процесса поиска решения. …Трудность задачи является субъективной характеристикой, то есть зависит от того, кто решает эту задачу” [1].

Целью данной работы является разработка диагностики оценки сложности учебных задач по физике в 7-ом классе по теме “Скорость”.

Для установления степени сложности задач требуется описание критериев уровней сложности. В данной работе уровни сложности задач по физике определены с помощью двух оснований:

1. по среднему времени, затраченному на решение каждой задачи;
2. количеству операций.

Для выявления уровня сложности по первому основанию проведено лабораторное исследование, в котором фиксировалось время выполнения каждого задания системы. В нем участвовали учащиеся 7-х классов Богдановской и Новоершовской школ. В результате исследования оказалось, что время, затраченное на решение каждой задачи, разбивается на три непересекающихся промежутка от 1 – 3 мин, от 3 – 4,5 мин и от 4,5 и более минут. Это позволило нам сделать вывод о том, что возможно разбиение указанных задач на 3 уровня сложности. Изучение сложности задач по второму основанию привело нас к выводу о том, что:

1. задачи 1 уровня (№ № 2, 3, 5, 17, 26, 30, 35, 36) – на перевод единиц измерения скорости;
2. задачи 2 уровня (№№ 1, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 18, 20, 21, 23, 29, 31, 32, 33, 37)

а) в 1 действие с одним усложняющим обстоятельством (усложняющее обстоятельство – это перевод единиц времени, скорости, пути);
б) в 2 действия без усложняющих обстоятельств.

3. задачи 3 уровня (№№11,12,14,15,16,19,22,24,25,27,34,38)

а) в 3 действия без усложняющих обстоятельств (усложняющее обстоятельство – нестандартная формулировка условия задачи);
б) в 4 действия с одним усложняющим обстоятельством или без него.

Результаты проведенного нами исследования приведены в таблице 1.

Критерии оценивания уровня сложности задач

Таблица 1.

Предложенная нами диагностика использована для анализа упражнений учебника физики для 7-го класса (автор Перышкин А.В, [9]) по теме “Скорость. Единицы скорости”. Получено следующее распределение учебных задач по уровню сложности по этой теме: 40% всех задач 1 уровня сложности, 60% — 2 уровня сложности и нет задач 3 уровня. Задачи № 1,2 соответствуют 1 уровню сложности; задачи № 3,4,5 соответствуют 2 уровню сложности. Задачи 1 и 2 уровней сложности можно отнести к задачам репродуктивного характера, решая которые ребенок идет по накатанному пути, происходит отставание в овладении операциями творческой деятельности и низкий уровень познавательных интересов.

В рассмотренном пособии явно недостаточно упражнений для персонификации заданий, требуемых для практической отработки умения решать задачи. Поэтому на практике учителю необходимо пополнение задачечного материала. Приведем описание варианта работы учителя с системой задач различного уровня сложности: после изучения темы и решения серии подобранных задач, учитель вывешивает в классе списки задач различного уровня сложности. Ученик, возможно, совместно с учителем, вправе выбирать любой уровень сложности, и “может рассчитывать на успех, что будет усиливать его учебную мотивацию” [1]. На перемене или после уроков учащиеся консультируются с учителем о ходе выполнения задания и отчитываются на уроке, перед классом. Такие ситуации выбора особенно благоприятны для проявления внутренних отношений и мотивов личности.

Круговая диаграмма (рис.1) иллюстрирует распределение системы задач (Приложение 1).

Рис.1. Диаграмма распределения задач по уровням сложности.

Таким образом, нами разработана диагностика оценивания сложности задач по физике для учащихся 7-го класса, которая может быть использована школьными учителями в своей профессиональной деятельности.

Упр № 4.

1. Выразите скорости тел: 54 км/ч и 36 км/ч в м/с.
2. Поезд идет со скоростью 72 км/ч. Выразите его скорость в м/с.
3. Гоночный автомобиль за 10 минут проезжает путь, равный 109,2 км. Определите его среднюю скорость.
4. Лучшие конькобежцы дистанцию 1500 м пробегают за 1 мин. 52,5 с. С какой средней скоростью они проходят эту дистанцию?
5. Лыжник, спускаясь с горы, проходит 50 м за 5 с. Спустившись с горы и, продолжая двигаться, он до полной остановки проходит еще 30 м за 5 с. Найдите среднюю скорость лыжника за все время движения.

Библиография

1. Бершадский М.Е. Дидактические и психологические основания образовательной технологии / М.Е.Бершадский, В.В Гузеев. – М.: Центр “Педагогический поиск”, 2003. – 256 с.
2. Балл, Г.А. Теория учебных задач: психолого-педагогический аспект / Г.А.Балл. – М.: Педагогика, 1988. – 98 с.
3. Костюк Г.С Избранные психологические труды / Под ред. Прокопиенко Л.Н, АПН СССР. – М.:Педагогика, 1988.— 301, библиогр.: с. 274 — 281.
4. Крупич В.И. Структура и логика процесса обучения математике в средней школе / В.И.Крупич. – М.: МГПИ им. В.И.Ленина, 1985. – 118 с.: ил.
5. Леонтьев А.Н. Педагогическое общение. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.; Нальчик: Эль-фа, 1996. – 95 с.
6. Лернер И.Я. Проблемы школьного учебника /   Лернер И.Я. – М.: Просвещение, 1974. – 102 с.
7. Микк Я.А. Советская педагогика и школа / Микк Я.А.- Тарту: 1981. — 118 с.
8. Остер Г.Б.Физика. Задачник / Остер Г.Б. – М.: Росмэн, 1998. – 121 с.
9. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 3-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2000. – 192.:ил.
10. Тулькибаева Н.Н Методика обучения учащихся умению решать задачи / Тулькибаева Н.Н. Усова А.А. – Челябинск: ЧПИ, 1981. – 87 с: ил.
11. Усова А.В Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики / Усова А.В., Бобров А.А. – М.: Просвещение, 1988 – 112 с. Библиогр.: с.111

Приложение 1.

СКОРОСТЬ. ЕДИНИЦЫ СКОРОСТИ. СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ.

1. Что имеет большую скорость: самолет ТУ-154, пролетевший за час 900 км или пуля винтовки, вылетевшей со скоростью 760 м/с?
2. Какая скорость больше: 90 км/ч или 22,5 м/с?
3. 25 м/с выразите в м/мин и км/ч.
4. Что больше: скорость движения Земли вокруг Солнца (30 км/с) или скорость движения Луны вокруг Земли (60 000 м/мин)?
5. Ученик шел по кабинету 6 с. Какова скорость его движения, если длина одного шага 50 см, а он сделал 10 шагов?
6. Какое из двух тел движется с меньшей скоростью: проходящее 30 м за 10 с или 12 м за 3 с?
7. Первая советская дрейфующая станция существовала 274 суток и прошла за это время по Северному Ледовитому океану примерно 2500 км. Какова была скорость ее дрейфа? Ответ записать в км/ч, м/с.
8. Искусственный спутник Земли с момента выхода на орбиту имеет скорость 8 км/с. Какой путь он пролетает за 1 минуту?
9. Муха летит со скоростью 18 км/ч. Выразите эту скорость в м/с, м/мин, см/с.
10. Шарик тонет в воде. Каждую секунду он проходит путь, равный 10 см. Найдите скорость шарика, выраженную в км/ч, м/мин, м/с.
11. Вычислите скорость движения пешехода, танка Т-34 и пассажирского самолета ИЛ-62, если путь в 20 км они соответственно проходят за 5 ч; 22 мин; 1,4 мин. Переведите в км/ч, м/с, м/мин.
12. Трактор за первые 5 минут проехал 600 м. Какой путь он проходит за 0,5 ч, двигаясь с той же скоростью? Ответ записать в метрах.
13. В течение 30 с поезд двигался равномерно со скоростью 72 км/ч. Какой путь прошел поезд за это время?
14. Длина пути от Диминого дома до школы 1500 м. До начала занятий осталось 20 минут. С какой скоростью должен равномерно двигаться в школу Дима, чтобы наверняка не попасть на первый сорокаминутный урок?
15. Семиклассник Коля разозлил двух восьмиклассниц, которые погнались за ним вдоль школьного коридора, заканчивающего тупиком. Длина коридора 60 м. Коля бежит со скоростью 21,6 км/ч, а восьмиклассницы – со скоростью 18 км/ч. Сколько времени Коля будет прижиматься к стене в конце коридора и ждать возмездия?
16. Невоспитанный ученик упал с лестницы, находясь на третьем этаже. Первый пролет лестницы он пролетел за 4 с, второй – за 2,5 с, третий – 2 с. Внизу его остановили дежурные и, сказав, что он превысил среднюю допустимую скорость передвижения по лестнице (5 м/с), повели к директору. Ученик подсчитал свою среднюю скорость. Какое чувство он испытал, когда получил ответ, если длина одного пролета равна 10 м?
17. Скорость течения реки равна 0,5 м/с. За какое время плывущий по течению плот пройдет путь 250 м?
18. Определите среднюю скорость автобуса на всем пути, если первые 6 км пути он проехал за 12 минут, а следующие 10 км пути – за 18 минут.
19. Мотоциклист за время, равное 2 ч, проехал путь 900 км. Какова средняя скорость мотоциклиста на всем пути движения, если следующие 3 ч он двигался со скоростью 50 км/ч?
20. Поезд движется со скоростью 20 м/с. Какое расстояние он пройдет за 30 с?
21. Трактор проехал путь 600 м за 5 минут, а за следующие 30 минут он проехал еще 3,6 км. Какова средняя скорость трактора за все время движения?
22. Некоторый участок пути один велосипедист проехал за 10 с, двигаясь со скоростью 4 м/с, а другой велосипедист этот же участок пути проехал за 8 с. Какова средняя скорость второго велосипедиста на данном участке пути?
23. Летчик на реактивном самолете пролетел путь, равный 45 км в течение 2,5 минут. Определите скорость самолета.
24. Чтобы водолаз не заболел кессонной болезнью, он должен с больших глубин подниматься медленно. Подъем с глубины 18 м до глубины 6 м он совершает за 4 минуты, а с глубины 6 м до поверхности водоема – за 18 минут. Определите среднюю скорость водолаза на всем пути подъема.
25. Теплоход по течению двигался со скоростью 15 км/ч, а против течения – со скоростью 10 км/ч. С какой средней скоростью теплоход прошел весь путь туда и обратно, если расстояние между двумя пристанями равно 8 км.
26. Автомобиль движется со скоростью 40 м/с в течение 30 с. Какой путь он прошел за это время?
27. Какова средняя скорость автомобиля, если за первые 2 ч он проехал путь 60 км, а следующие 2 ч двигался со скоростью 40 км/ч?
28. До автобуса – 50 м и он будет стоять на остановке 20 с. Успеете ли вы на автобус, если будете двигаться со средней скоростью 1,3 м/с?
29. Бабочка "бражник" пролетает 150 м за 10 с. Определите среднюю скорость бабочки.
30. Кит-полосатик развивает скорость 40 км/ч. Какое расстояние он проплывет за 5 с?
31. Дельфин "афалина" развивает скорость 54 км/ч. За какое время он проплывет 50 м, двигаясь с максимальной скоростью?
32. Африканский страус имеет максимальную скорость 80 км/ч, скаковая лошадь – 12 м/с, джейран – 95 000 м/ч. Определите, какое животное развивает наибольшую скорость?
33. Гепард, мчащийся со скоростью 112 км/ч, догоняет антилопу-гну, которая находится в 100 м от него и убегает со скоростью 20 м/с. Через какое время произойдет их встреча?
34. Антилопа сайгак, которая обитает в Казахстане и в степях Нижней Волги, пробегает за час 70 км. Определите скорость антилопы в м/с.
35. Кальмары могут выскакивать из воды. Так, молодой кальмар способен запрыгнуть на борт судна высотой 5 м за 0,5 с. Какой скоростью обладает кальмар при выходе из воды?
36. За сколько времени плывущий по течению реки плот пройдет 15 км, если скорость течения реки 0,5 м/с.
37. В подрывной технике употребляют сгорающий с небольшой скоростью бикфордов шнур. Какой длины надо взять шнур, чтобы успеть отбежать на расстояние 300 м, после того, как его зажгут? Скорость бега 5 м/с, а пламя по шнуру распространяется со скоростью 0,8 см/с.
38. Ослик Иа-Иа отправился навестить Кролика. Две трети времени он шел со скоростью 40 см/с и устал. Оставшуюся треть времени он брел со скоростью 20 см/с. С какой средней скоростью шел Иа-Иа?