...очень немногие люди, и притом самые замечательные, способны просто и откровенно сказать: "не знаю"...
Д.И. Писарев
Качество образования есть социальная категория, определяемая совокупностью показателей, характеризующих различные аспекты учебной деятельности образовательного учреждения, обеспечивающие развитие ключевых компетенций обучающейся молодежи[5, c. 86, 87]:
| Изучать: | - уметь извлекать пользу из опыта; - организовать взаимосвязь своих знаний и упорядочить их; - организовать свои собственные приемы обучения; - уметь решать проблемы; - самостоятельно заниматься своим обучением. |
| Искать: | - запрашивать различные базы данных; - опрашивать окружение; - консультироваться у эксперта; -получать информацию; - уметь работать с документами и классифицировать их. |
| Думать: | - организовать взаимосвязь прошлых и
настоящих событий; - критически относиться к тому или иному аспекту развития общества; - уметь противостоять неуверенности и сложности; - занимать позицию в дискуссиях и выковывать свое собственное мнение; - видеть важность политического и экономического окружения, в котором проходит обучение и работа; - оценивать социальные привычки, связанные со здоровьем, потреблением, а также с окружающей средой; - уметь оценивать произведения искусства и литературы. |
| Сотрудничать: | - уметь сотрудничать и работать в
группе; - принимать решения; - улаживать разногласия и конфликты; - уметь договариваться; - уметь разрабатывать и выполнять контракты. |
| Приниматься за дело: | - включаться в проект; - нести ответственность; - войти в группу или коллектив и внести свой вклад; - доказать солидарность; - уметь организовывать свою работу; - уметь пользоваться вычислительными и моделирующими приборами; |
| Адаптироваться: | - уметь использовать новые технологии
информации и коммуникации; - доказать гибкость перед лицом быстрых изменений; - показать стойкость перед трудностями; - уметь находить новые решения. |
Исходя из целей современного физического образования, обязательного минимума содержания образовательных программ, требований к уровню подготовки выпускников [3, c. 8, 9] и сказанного выше, можно предположить, что в итоговую контрольную работу по курсу физики средней (полной) общеобразовательной школы следует включать преимущественно задания четырех основных типов [1, c. 77, 78]:
1. Вопросы с краткими ответами. Это задание предлагается взамен традиционных теоретических вопросов по физике и позволяет шире, чем обычный устный опрос, проверить усвоение различных понятий. К заданию этого типа предъявляются следующие требования: оно должно быть многоцелевым; для обеспечения быстрой проверки вопросы задания должны иметь, по возможности, однозначный ответ; формулировка задания должна исключать заученные ответы, а способы оценки стимулировать поиск верного ответа и препятствовать выбору ответов наугад; желательна максимальная независимость вопросов с целью обеспечения эффективной проверки важнейших сведений темы. Количество вопросов определяется составителем, исходя из учебных планов различных профилей.
2. Задания на проверку экспериментальных умений и навыков, которые можно разбить на две группы:
а) задания для контроля умений и навыков прикладного характера: сноровки, умения читать схемы, выбирать оборудование, собирать установку и ставить эксперимент, проводить наблюдения и т. д.;
б) задания для проверки умений, касающихся мыслительных операций, используемых в эксперименте: выдвижение гипотезы, выделение главных параметров и данных, обработка и представление результатов, критическая оценка полученной информации.
Особенностью этой группы заданий является предварительное напоминание теории в виде формулировок фундаментальных законов, относящихся к описанной в задании ситуации. Целесообразно также учитывать следующее обстоятельство: в зависимости от начальных условий на один и тот же вопрос могут получиться различные ответы.
3. Задачи. Целью данной группы заданий в основном является проверка следующих интеллектуальных умений: умение выполнять последовательность определенных операций (навык); удачный выбор из нескольких возможных способов решения наиболее целесообразного (диагностика); соединение между собой нескольких выбранных способов с целью получения желаемого результата (стратегия); выражение в математической форме конкретной физической ситуации, описываемой разговорным языком (интерпретация); проявление творчества. Сохраняя в целом классическую форму этого вида заданий и их особенности, целесообразно учесть следующие дополнительные положения:
- в задаче с самого начала должна быть указана ее цель (например, сконструировать прибор, который…, сравнить методы измерения … и т. п.);
- прежде чем ставить вопросы, связанные с применением формул или математических расчетов, необходимо предлагать качественные вопросы, требующие определенных умозаключений, описания явлений и т. п.;
- всякий раз, когда только это возможно, требовать интерпретации полученных результатов;
- все числовые данные группировать в начале или конце задачи, поскольку числовые значения величин, предлагаемые последовательно к каждому вопросу, могут представлять собой информацию, затрудняющую ход логических рассуждений;
- в условие задачи включать избыточное число данных (однако это обстоятельство не должно быть неожиданным для ученика).
4. Критический анализ научно-популярного текста, целью которого является проверка следующих умений учащихся: извлекать из текста необходимую информацию; находить связи между информацией, содержащейся в тексте и полученной из других источников (например, из учебника, рассказа учителя, лабораторного опыта и т. д.); устанавливать, доказано ли предположение или оно только высказано, опровергнуто или лишь содержит аргументацию против него. При этом научно- популярный текст должен содержать в себе элемент определенной новизны для учащихся. Отбирая его содержание, следует придерживаться такого правила: включенные в текст физические понятия должны быть известны учащимся, но речь о них ведется языком, отличным от употребляемого в процессе обучения. Текст не должен содержать более 500 слов, т. е. он рассчитан на продолжительность чтения около 5 минут. К тексту прилагаются вопросы, ответы на которые находятся либо при анализе текста, либо в результате сравнения извлеченной из него информации с учебным материалом. Допустим и свободный логико-предметный анализ всего текста.
Ниже приводится один из возможных вариантов итоговой контрольной работы по курсу физики средней (полной) общеобразовательной школы, включающий в себя задания всех четырех типов. В связи с достаточно большим объемом, время, выделяемое на выполнение работы, должно быть сравнимо со временем, предусмотренным на письменные формы итоговой аттестации учащихся.
Задание № 1 [2, c. 634, № 7]. (Цель: проверка знаний по теме “Сведения о молекулах”.)
Какая количественная или качественная информация о молекулах содержится в каждом из нижеследующих пунктов? (Не отвечайте одним словом, а дайте короткое объяснение.)
а) броуновское движение,
б) поверхностное натяжение,
в) диффузия (рассеяние) паров брома,
г) площадь масляной пленки на воде,
д) измерения давления, объема и массы образца воздуха,
е) измерения удельной теплоемкости газа при различных температурах.
Задание № 2 [1, c. 78]. (Цель: проверка знаний по теме “Фотоэффект”.)
Свет падает на металлическую поверхность, выбивая из нее электроны. Дайте краткие (на 2-3 фразы) комментарии к следующим ответам (не обязательно правильным):
- Число электронов, вырываемых с поверхности металла в единицу времени, пропорционально напряжению между пластиной и анодом.
- Число вырванных в единицу времени электронов пропорционально частоте падающего света.
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональна интенсивности падающего света.
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от частоты падающего света.
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от природы металла.
Задание № 3 [1, c. 76, 77]. (Цель: проверить умение обрабатывать результаты эксперимента и устанавливать пригодность гипотезы.)
Напоминание из темы “Столкновение двух твердых тел”: при упругом ударе кинетическая энергия системы не изменяется; если на систему не действуют внешние силы, общий импульс системы постоянен.
Условие. На столе с воздушной подушкой могут перемещаться без трения два диска Р1 и Р2 массой m1=100 г и m2=200 г. Впереди диска Р1 прикреплена небольшая пружина, с помощью нити поддерживаемая в сжатом состоянии. Диски бросают навстречу друг другу так, что диск Р2 налетает на пружину диска Р1. фотографическая запись удара позволяет получить таблицу, где зафиксированы положения дисков Х1 и Х2 по отношению к началу отсчета (см. табл. I).
Таблица I
t, мc X1, см X2, см 0 20
40
60
80
100
120
140
160
0, 0 10, 0
20, 0
30, 0
40, 0
36, 0
17, 9
-0, 3
-18, 4
100, 0 90, 0
80, 0
70, 0
60, 0
57, 0
61, 0
65, 1
69, 1
Проблема.
а) Изучите количество движения системы. Что о нем можно сказать? Поясните свой ответ.
б) Используя экспериментальные результаты, определите, оборвалась или нет во время удара нить, поддерживающая пружину в сжатом состоянии. Ответ поясните.
Задание № 4 [1, c. 77]. (Цель: проверить умение составлять схемы электрических установок, планировать эксперимент, проводить измерения и расчеты.)
- Как опытным путем определить электроемкость конденсатора? Укажите по крайней мере две схемы установок для этого. Проведите необходимые измерения и расчеты электроемкости.
- Как экспериментальным способом определить коэффициент мощности электрической цепи, содержащей R, L, C? Укажите, какую схему нужно использовать, приведите необходимые измерения и расчеты.
- В черном ящике находится двухполюсник (деталь, имеющая два вывода), который может быть либо активным сопротивлением, либо конденсатором, либо катушкой индуктивности. Какие опыты необходимо провести для определения природы двухполюсника? Укажите необходимое оборудование и монтаж схемы, приведите проделанные измерения и рассуждения, позволившие прийти к выводу.
Задание № 5 [1, c. 77, 78]. Цель: изучение торможения автомобиля и извлечение из этого материала сведений, важных для обеспечения безопасности движения.
Условие. Ниже приведены некоторые числовые данные и факты, характеризующие “средний” автомобиль:
- масса М=103кг, максимальная мощность N=50 л. с. (1 л. с.=736 Вт); спринтерская скорость на горизонтальной дороге vp=144 км/ч; двигатель развивает максимальную мощность при достижении автомобилем максимальной скорости;
- действие тормозной системы довольно сложно; мы сведем ее к действию постоянной силы (если водитель прикладывает постоянное усилие к педали тормоза), направленной противоположно вектору скорости; эта сила Fт достигает максимального значения
Fт =5000N;
- сила трения о воздух противоположна скорости и равна по модулю Fв=kv2, где k–аэродинамический коэффициент, характеризующий обтекаемость машины.
При решении задачи считать, что дорога горизонтальна и машину никогда не заносит.
Задания.
I. Изучите торможение без учета сопротивления воздуха.
I. 1. Выразите минимальный тормозной путь d через его зависимость от скорости автомобиля v. Начертите график этой зависимости d=f(v) на миллиметровой бумаге. При построении используйте такой масштаб: 5 см по оси Х – это 10 м/с, 10 см по оси Y– это
100 м.
I. 2. При движении автомобиля в реальных условиях необходимо учитывать время t реакции водителя, оцениваемое как среднее в 0, 5 с. Выразите в этом случае минимальный тормозной путь d’ и его зависимость от скорости движения. Начертите кривую d’=f(v) в предыдущих осях координат.
I. 3. На шоссе скорость ограничена 130 км/ч. При какой скорости перемещения минимальный тормозной путь будет равным половине тормозного пути при скорости 130 км/ч? На какую мысль наводит полученный результат?
II. Изучение сопротивления воздуха.
II. 1. Вычислите аэродинамический коэффициент k автомобиля. Уточните единицу его измерения.
II. 2. Полагая, что КПД двигателя постоянен при большой скорости его работы, найдите зависимость расхода топлива на 100 км пути от скорости. Сколько топлива потребуется на 100 км при скорости движения 130 км/ч, если при скорости 100 км/ч нужно 8 л?
III. Изучение торможения с учетом сопротивления воздуха.
III. 1. Учитывая сопротивление воздуха, запишите дифференциальное уравнение, связывающее кинематические параметры движения автомобиля во время процесса торможения.
III. 2. Полученное уравнение имеет решение. Вот несколько числовых значений минимального тормозного пути d1, полученных при разных значениях начальных скоростей (см. табл. II).
Таблица II
v, м/с 0 5 10 15 20 25 30 35 40 d1, м 0 2, 5 10 22, 1 38, 9 60, 1 85, 3 114 146
Начертите в предыдущих осях координат график зависимости минимального тормозного пути d1 от скорости, учтя при этом время t реакции водителя. Можно ли предвидеть дальнейший ход кривой?
IV. Изучение условий движения на шоссе.
Во всех случаях считайте, что автомобиль не перестраивается в другой ряд движения, и обязательно учитывайте время реакции водителя.
IV. 1. Автомобили движутся по шоссе цепочкой с одинаковой скоростью в одном направлении. На каком минимальном расстоянии они должны идти друг за другом, чтобы избежать столкновения в случае торможения впереди идущей машины? Привести ответы для двух скоростей: а) v1=90 км/ч , б)v2=130 км/ч.
IV. 2. Автомобиль А движется по шоссе со скоростью 130 км/ч. Впереди идет в ту же сторону идентичный автомобиль Б со скоростью 90 км/ч. Найти, на каком расстоянии х от автомобиля Б водитель машины А должен принять меры предосторожности во избежание аварии при внезапном появлении препятствия перед Б? Cопротивление воздуха не учитывать.
IV. 3. Вернитесь к ситуациям, рассмотренным в предыдущих вопросах, и решите обе задачи, предположив, что сопротивление воздуха существует.
IV. 4. Сформулируйте, какие выводы из решения задачи вы сделали относительно движения на шоссе?
Найдите значение предельной скорости движения, которой необходимо придерживаться во время тумана, когда видимость снижается до 30 м. Ответ поясните.
Задание № 6 [4, c. 418, 419]. Дайте логический анализ открытия планеты Нептун: “Проблема заключалась не в том, чтобы астрономическими наблюдениями ненаправленного характера обнаружить новый объект, а в том, чтобы объяснить “аномалии” в наблюдаемом поведении Урана. Эта аномалия заключалась в расхождении между опытными и теоретическими данными о местоположении этой планеты. Поскольку вычисленные координаты не соответствовали наблюдаемым, то должна была содержаться ошибка в тех допущениях, которые использовались для вычисления. Фактически их было четыре: (1) Солнечная система представляет собой устойчивую систему из-за большой удаленности от остальных небесных тел; (2) Уран является последней планетой Солнечной системы, и, следовательно, его движение определяется только воздействием Солнца и других планет; (3) верны законы механики Ньютона; (4) верен закон притяжения Ньютона. Проблема объяснения обнаруженных аномалий в движении Урана заключалась в обнаружении ложного допущения среди четырех приведенных утверждений. Поскольку гипотезы (3) и (4) были подтверждены независимыми проверками, подозрение пало на гипотезы (1) и (2). Из этих двух гипотез первая также не могла подвергаться сомнению, поскольку внешние возмущающие влияния сказывались бы не только на движении Урана, но и на движении других планет. Исходя из этих соображений, Ф. Бессель предположил, что ложной является гипотеза (2), то есть Уран не представляет последней планеты Солнечной системы, и что существует по крайней мере еще одна планета…Некоторое время спустя Адамс (1843) и Лаверье (1846) независимо друг от друга и от Бесселя теоретически обосновали ту же самую гипотезу, но несколько более подробно, рассчитав эллиптическую орбиту новой планеты, ее массу и скорость так, чтобы полученные параметры объясняли наблюдаемое поведение Урана. При этом проведенные вычисления имели наблюдаемое следствие: точное указание, когда именно и в какое время следует направить телескоп, чтобы увидеть “вычисленную” планету. В ночь с 23-го на 24 сентября 1846 г. Галле действительно обнаружил в предсказанном месте планету и дал ей имя “Нептун”. (Карпович В. Н. Проблема, гипотеза, закон. Новосибирск, 1980. С. 101-102.)
Литература.
- Одияк Б. П. Совершенствование форм и методов контроля знаний по физике в средней школе Франции. // Физика в школе, 1991, № 5, с. 74 – 79.
- Роджерс Эрик. Физика для любознательных. Том 3. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра. М.: “Мир”, 1973.
- Сборник нормативных документов. Физика / Сост. Э. Д. Днепров, А. Г. Аркадьев. – М.: Дрофа, 2004.
- Светлов В. А. Практическая логика / Учеб. пособ. – СПб.: ИД “МиМ”, 1997.
- Шишов С. Е., Кальней В. А. Школа: мониторинг качества образования. – М.: Педагогическое общество России, 2000.