Использование обобщенных планов по физике как средство подготовки обучающихся к экзаменам

Из спецификации контрольных измерительных материалов для проведения в 2015 году основного государственного экзамена по физике, подготовленного федеральным институтом педагогических измерений мы выявляем, что ОГЭ и ЕГЭ по физике являются экзаменами по выбору обучающегося. Они выполняет две функции: итоговую аттестацию выпускников основной и средней школы и создание условий для дифференциации обучающихся основной школы при поступлении в профильные классы средней школы, поступления в ВУЗы.

Экзаменационная работа ОГЭ разрабатывается исходя из необходимости проверки следующих видов деятельности:

1. Владение основным понятийным аппаратом школьного курса физики:
   1. Знание и понимание смысла понятий
   2. Знание и понимание физических величин
   3. Знание и понимание физических законов
   4. Умение описывать и объяснять физические явления
2. Владение основами знаний о методах научного познания и экспериментальными умениями.
3. Решение задач различного типа и уровня сложности
4. Понимание текстов физического содержания
5. Использование приобретенных знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни.

Если рассмотреть распределение заданий по видам деятельности от формы заданий в первой части ОГЭ много заданий проверку понятийного аппарата школьного курса физики. Например, на понимание смысла понятий 1-2 задания, понимание смысла физических явлений 2-6 заданий, на понимание смыла физических величин 5-7 заданий, на понимание смысла физических законов 4-8 заданий. На владение основами знаний о методах научного познания и экспериментальными умениями в первой части 2, во второй части 1 задание. На решение задач различного типа и уровня сложности в первой части 3 задания, во второй части 2-3 задания. На понимание текстов физического содержания есть задания только в первой части, таких заданий 3. На проверку последнего вида деятельности - использование приобретенных знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни дается во второй части заданий 0-1 задание. Как видно из данного анализа, при проверке видов деятельности, которыми должны овладеть выпускники основной школы по физике понятийным аппаратом. Количество заданий на проверку данного вида деятельности 12-23, т.е. от 44% до 85% всего экзаменационного задания (общее количество заданий 27).

Если также рассмотреть спецификацию контрольных измерительных материалов для проведения в 2015 году единого государственного экзамена по физике, подготовленного федеральным институтом педагогических измерений мы выявляем, что ЕГЭ представляет собой особую форму объективной оценки качества подготовки, лиц освоивших образовательные программы среднего общего образования, с использованием заданий стандартизированной формы (КИМ). ЕГЭ по физике является экзаменом по выбору выпускников и предназначен для дифференциации при поступлении в высшие учебные заведения. Экзаменационная работа состоит из 2 частей и включает в себя 32 задания, различающихся формой и уровнем сложности. Включены в содержание экзамена все 4 основных раздела физики: механика, молекулярная физика, электродинамика, квантовая физика.

Распределение заданий по видам умений и способам действий следующее:

1. Знать/понимать смысл физических понятий, величин, законов и принципов, постулатов
2. Уметь описывать и объяснять физические явления, свойства тел, результаты экспериментов, приводить примеры практического использования физических знаний
3. Отличать гипотезы от научной теории, делать выводы на основе эксперимента и т.д.
4. Уметь применять полученные знания при решении физических задач
5. Использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни

На понимание смысла физических понятий, величин, законов и принципов, постулатов в первой части отводится 12-14 заданий. На проверку умения описывать и объяснять физические явления, свойства тел, результаты экспериментов, приводить примеры практического использования физических знаний в первой части задания отводится 9-12 заданий. Отличать гипотезы от научной теории, делать выводы на основе эксперимента и т.д. в первой части заданий выпускники должны в 2 заданиях. Умение применять полученные знания при решении физических задач проверяются во второй части в 8 заданиях. Использование приобретённых знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни проверяется в первой части в 0-1 задании.

Анализ видов умений и способов действий в заданиях ЕГЭ физики показывает, что на понимание смысла физических понятий, величин, законов и принципов, постулатов и на проверку умения описывать и объяснять физические явления, свойства тел, результаты экспериментов, приводить примеры практического использования физических знаний, отводятся 21-26 заданий. Все они проверяются в первой части задания ЕГЭ и составляют 65%-81% всего экзаменационного материала (общее количество заданий 32).

Малокомплектные школы оказались в определенной сложности. После окончания начальной школы происходит дифференциация детей, некоторые поступают в лицеи и гимназии. Второй проблемой является количество часов на предмет. В неделю 2 часа с 7 по 11 классы не решают проблемы физического образования. Даже при оснащении современной ИКТ и обеспечения материально-технической базы кабинета есть сложность в полном прохождении курса физики. Стоит проблема использования эффективных методов и форм работы.

На мой взгляд, наиболее эффективным является использование обобщенных планов в усвоении школьного курса физики учащимися. На основе обобщенных планов по книге “Воспитание учащихся в процессе обучения физике”, авторов А.В. Усовой и В.В. Завьялова (М.: Просвещение1984 г., -с.37.) и старых программ физики, я, во-первых, сделала оформление класса. Над учебной доской находятся все планы и образцы рассказов по этим планам.

Каждый раз на уроке изучения нового материала, практической работы и урока обобщения знания обращаю внимание детей на обобщенные планы ответов и требую их использования при ответах. Качество понимания предмета и результаты обучения учащихся стали лучше. При этом необходимо включить речь учащихся: внешнюю и внутреннюю. От учителя еще требуется, особенно в первое время и младших классах, много времени на индивидуальную работу.

Обобщенные планы (всего их 9) оформлены в формате А3, хорошо видны с любой парты.

1. План рассказа о физической величине

2. План рассказа о физическом опыте

3. План рассказа о физическом законе

4. Лабораторные умения

5. План проведения физических измерений

6. План рассказа о приборе

7. План рассказа о физическом явлении

8. План рассказа об устройствах, механизмах, машинах

9. План рассказа о физической теории

Все эти обобщенные планы имеют образцы. Ниже представлены планы и образцы ответов учащихся.

1. План рассказа о физической величине (1)

1. Наименование величины и ее условное обозначение

2. Характеризуемый объект (явление, свойство, процесс)

3. Определение, характерные признаки

4. Формула, связывающая данную величину с другими

5. Единица величины в СИ и её обозначение

6. Способы измерения величины

Образец рассказа о физической величине

1. Плотность - физическая величина, условное обозначение ? (ро).

2. Плотность характеризует свойство вещества, из которого состоит тела.

3. Плотность - это масса вещества, заключенная в единице объема 1 см³ или 1 м³.

4. Формула плотности:

5. Единицы плотности: и

6.

• I-й способ: плотность жидкостей измеряют ареометром;
• II-й способ: по формуле плотности найти отношение массы тела, найденную при помощи весов, на объём твердого, жидкого, газообразного тела, измеренного мензуркой, или на объем правильного твердого тела, вычисленного при помощи линейки.

2. План рассказа о физическом опыте (1)

1. Цель опыта

2. Схема опыта

3. Условия, при которых осуществляется опыт

4. Ход опыта

5. Результат опыта (его интерпретация)

Образец рассказа о физическом опыте:

1. Цель: убедиться в том, что частицы вещества малы.

2. Приборы и материалы: одинаковые стеклянные сосуды - 3 шт., сосуд с водой, синяя гуашь.

3. Условия: опыт проводится при условии постоянной температуры воды и хорошей освещенности комнаты.

4. Ход опыта:

• В первом сосуде в воде растворяем маленькую крупинку синей гуаши. Через некоторое время вода окрашивается в синий цвет.
• Отольем немного окрашенной воды в другой сосуд и дольем в него чистой воды. Раствор во втором сосуде будет окрашен слабее, чем в первом.
• Потом из второго сосуда снова отольем раствор уже в третий сосуд и дольем его вновь чистой водой. В этом сосуде вода будет окрашена еще слабее, чем во втором сосуде.

5. Результат, интерпретация опыта: Частицы маленькой крупинки гуаши, растворенной в первом сосуде, попали в третий сосуд. Это означает, что крупинка гуаши состояла из большого числа мельчайших частиц. Вывод: Опыт подтверждает то, что вещества состоят из очень маленьких частиц.

3. План рассказа о физическом законе (1)

1. Словесная формулировка закона

2. Математическое выражение закона

3. Связь между какими явлениями или величинами выражает этот закон

4. Опыты, подтверждающие справедливость закона

5. Примеры, применения закона на практике

6.  Условия применимости закона

7. Объяснение закона на основе современных научных теорий

Образец рассказа о физическом законе

1. Закон Ома: сила тока в цепи напряжению на её участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка (1826 г.)

2. Математическое выражение закона Ома (формула):

1

3. Закон Ома выражает взаимосвязь силы тока от напряжения.

4. На основе закона Ома определяют сопротивление проводника, также строят вольт-амперную характеристику проводников электрического тока.

5. Закон Ома применяется точно для металлов, справедлив для любых постоянных напряжений, при применении которых проводник не плавится. Закон не выполняется при больших напряжениях в растворах (расплавах) электролитов и в сильно ионизированных газах - плазме. По закону Ома для многих веществ в широких интервалах приложенного к проводнику напряжения удельная проводимость остается неизменной. Закон Ома является основой всей электротехники.

6. Закон Ома объясняется наличием свободных заряженных частиц в проводнике (в металлах, газах, жидкостях - растворах (расплавах) электролитов, вакууме, полупроводниках), которые под действием разности потенциалов на участке цепи движутся упорядоченно, т.е. создают электрический ток. Особенность строения проводников создает электрическое сопротивление движению свободных заряженных частиц. Сопротивление проводника зависит от его температуры.

4. План рассказа о физической теории (1)

1. Опытное обоснование теории

2. Основные положения теории

3. Математический аппарат теории

4. Явления, опытные факты, законы, объясняемые теорией

5. Практическое применение теории

6. Следствия, вытекающие из теории

7. Явления, законы, предсказываемые теорией

Образец рассказа о физической теории

1. Опытное обоснование молекулярно-кинетической теории: огромное число и микроскопические размеры частиц вещества (доказаны электронным микроскопом), определение размеров и массы молекул - мельчайших частиц вещества, броуновское движение.

2. Основные положения молекулярно-кинетической теории:

• вещество состоит из частиц;
• эти частиц беспорядочно движутся;
• частицы взаимодействуют друг с другом.

3. Математический аппарат молекулярно-кинетической теории:

Число Авогадро 

• Количество вещества 
• Молярная масса 
• Относительная молекулярная (атомная) масса
• Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева)
•  Давление идеального газа 
•  Средняя кинетическая энергия молекул газа  

4. Молекулярно-кинетическая теория объясняет:

1. Броуновское движение
2. Опыт Перрена
3. Строение вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях
4. Абсолютный нуль температуры
5. Температура - мера средней кинетической энергии молекул
6. Явления на основе взаимодействия молекул разных веществ
7. и многое другое.

5. Практическое применение молекулярно-кинетической теории:

• Создание материалов заданными свойствами.
• Развитие промышленности на основе нанотехнологий.
• Научные исследования на основе интеграция физики с другими науками.

6. Следствия, вытекающие из молекулярно-кинетической теории:

• Теория броуновского движения (А. Эйнштейн, 1905 г.).
• Молекулярное истолкование тепловых явлений (Людвиг Больцман).
• Теория газов (Д.И. Менделеев).
• Теория жидкого состояния вещества (Я.И. Френкель).

7.Явления, законы, предсказываемые молекулярно-кинетической теорией:

• Явления взаимодействия в микромире как основа нанотехнологий.
• Новые материалы с ожидаемыми свойствами на стыке наук.
• Использование сверхнизких и сверхвысоких температур, давлений, электромагнитного поля в исследовании веществ, в создании новых материалов, новых источников энергии.
• Поиск новых технологий на основе космических исследований.

5. План “Лабораторные умения” (1)

1. Планировать проведение опыта

2. Собирать установку по схеме

3. Пользоваться измерительными приборами

4. Проводить наблюдения, снимать показания измерительных приборов, составлять таблицы зависимости величин и строить графики

5. Правильно выполнять приближенные вычисления

6. Составлять краткий отчет о проделанной работе

Образец выполнения лабораторной работы “Регулирование силы тока реостатом”

1. План работы: для изменения силы тока в цепи реостатом необходимо:

1)  собрать электрическую цепь последовательно из источника питания, ключа, амперметра и реостата.

2) Изменяя положение ползунка реостата зафиксировать показания амперметра.

2. Собрать электрическую цепь по схеме:

3. Уменьшаем сопротивление реостата, плавно и медленно передвигая его ползунок. (Внимание! Ползунок не доводить до конца!)

4. Проводим наблюдение за показанием амперметра - изменением силы тока. Закономерность уменьшения сопротивления реостата и силы тока записываем в таблицу:

 5. В данной работе нет необходимости выполнять приближенные вычисления.

6. Краткий отчёт: В данной работе мы наблюдали, что увеличении сопротивления реостата сила тока уменьшается и наоборот. Таким образом, мы определили то, что реостат — это физическое устройство для регулирования силы тока в электрической цепи.

6. План проведения физических измерений (1)

1. Определять цену деления и пределы измерения прибора

2. Определять абсолютную погрешность измерения прибора

3. Отбирать нужный прибор и правильно включить его в установку

4. Снимать показания прибора и записывать их с учетом абсолютной погрешности измерения

5. Определять относительную погрешность измерений

Образец проведения физических измерений

1. Цена деления амперметра - физического прибора для измерения силы тока в электрической цепи: 0,2А; предел измерения амперметра - от 0 до 10А.

 2. Абсолютная погрешность амперметра:

3. Амперметр соединяется в электрическую цепь последовательно.

4. При показании амперметра 4,2А с учетом абсолютной погрешности прибора силу тока в электрической цепи записывают результат измерения:

 5. Относительная погрешность измерения силы тока определяется формулой:

Относительная погрешность измерения силы тока

Запись результата измерения амперметром силы тока:

6. Абсолютные инструментальные погрешности некоторых средств измерений

7. План рассказа о приборе (1)

1. Название и назначение прибора

2. Внешний вид и отличительные признаки

3. Принцип действия

4. Основные части и их назначение

5. Правила пользования

6. Применение

Образец рассказа о приборе

1. Электрометр - физический прибор для определения количества заряда.

2. Электрометр представляет собой плоский металлический цилиндр. Имеет два стеклянных (прозрачное и матовое со шкалой) основания. По середине цилиндра проходит стальной стержень с подвижной стрелкой и надетым на него металлическим шаром.

3. Принцип действия электрометр основан на отталкивании одноименных зарядов.

4. При соприкосновении электрически заряженным телом металлического шара стрежень и стрелка приобретают электрический заряд. При этом стрелка резко отталкивается от стержня, имеющего заряд одинакового знака. По показанию шкалы, на которую отклоняется стрелка определяется заряд.

5. В начале работы с электрометром необходимо заземлять прибор, дотрагиваясь рукой металлического шара.

6. Электрометр применяется для определения величины и знака заряда, демонстрации притяжения и отталкивания зарядов и деления зарядов.

8. План рассказа о физическом явлении (1)

1. Признаки явления, по которым оно обнаруживается (или определение)

2. Условия, при которых протекает явление

3. Связь данного явления с другими

4. Объяснение явления на основе научной теории

5. Примеры использования явления на практике (или проявления в природе

Образец рассказа о физическом явлении

1. Невесомость — это физическое явление отсутствия веса тела при его движении с ускорением свободного падения

2. Невесомость возникает для тела при условии исчезновения его опоры или подвеса или когда оно движется с ускорением свободного падения.

3. Невесомость связана с явлениями взаимодействия тел, тяготения, перегрузки.

4. Теория невесомости объясняется законом всемирного тяготения и всех трёх законов механики Ньютона

5. Знание о невесомости применяется для учёта перегрузки в движущихся объектах на Земле и в космосе, в исследовании влияния невесомости на живые организмы.  

9. План рассказа об устройствах, механизмах, машинах (1)

1.  Назначение устройства

2. Схема устройства

3. Принцип действия устройства

4. Правила пользования и применения устройства, механизма, машины

Образец рассказа о машине:

1. Электромеханический генератор - устройство, предназначенное для превращения механической энергии в электрическую энергию.

2. Электромеханический генератор представляет собой вращающуюся под действием механического движения обмотку (ротор) внутри постоянного магнита (статор). Электрический ток, выработанный в роторе генератора, через медные щетки передается потребителю электрической энергии.

3. Принцип действия электромеханического генератора основан на явлении электромагнитной индукции.

4. При использовании и применении электромеханического генератора необходимо соблюдать следующие правила:

а) проверить электрическое устройство и убедиться в его исправности и в наличии заземления электроустановки;

б) подключать генератор как источник тока в сборке электрической цепи в последнюю очередь.

Особое внимание необходимо обращаю формирование знаний учащихся о законах физики. Формулы используются при решении задач, объясняют суть физических явлений, свойств физических объектов в виде зависимости физических величин. На уроках отрабатывается запоминание учащимися формул через материализацию, говорение в громкой устной, письменной речи. На контрольном срезе проверяется усвоение формул учащимися во внутренней речи. Уровень сформированности физических понятий у учащихся проверяется через тестирование, решение задач разных уровней сложности.

Таким образом, проведенный анализ спецификации ОГЭ и ЕГЭ показал, что требования к знаниям и умениям выпускников и основной и средней школы по физике представляют усвоение ими понятийного аппарата курса физики, от 44 до 85% в ОГЭ и от 65 до 81% в ЕГЭ.

Практическая реализация на уроках физики использования обобщенных планов рассказа основных понятий физики на любых типах уроков показала себя эффективным средством обобщения знаний учащихся при подготовке к экзаменам и повышающим качество их результатов.

Данная методическая работа оправдала свою эффективность и в условиях малокомплектной сельской школы.

Использованная литература:

1. Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения в 2015 году основного государственного экзамена по физике
2. Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения в 2015 году единого государственного экзамена по физике
3. Усова А.В., Завьялов В.В. Воспитание учащихся в процессе обучения физике. М.: Просвещение, 1984, - с.37.