Стремление преподавателя физики повысить уровень мыслительной деятельности всех учеников в классе приводит к необходимости создания новых педагогических приемов.
Один из таких приемов связан с организацией обратной связи в процессе общения со слушателями.
При традиционной схеме работы с классом наиболее активные ученики быстро включаются в диалог с преподавателем, смело поднимают руки. Однако некоторые учащиеся не уверены в своих предположениях, боятся совершить ошибку, не идут на контакт с учителем. Преподаватель не получает информацию о результатах их мыслительной деятельности.
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
Мы попытались преодолеть недостатки традиционного диалога за счет изменения способа получения ответа. Ученику предлагается сделать выбор одной из трех предложенных величин.
Передача информации о выборе осуществляется с помощью трех сигналов:
1. Сжатая в кулак рука с поднятым вверх большим пальцем.
2. Вытянутые горизонтально четыре пальца с убранным пятым.
3. Сжатая в кулак ладонь с опущенным вниз большим пальцем.
Первый, второй и третий сигналы соответствуют верхнему, среднему и нижнему ответам, которые расположены в левой нижней части задания (Слайд 1).
Чтобы уменьшить возможность дублирования действий активных учеников, манипуляции с ладонью предлагается делать на уровне груди.
Со слайда 1 начинается серия кадров (1-4), направленных на формирование автоматизма работы с формулой силы тока I=q/t.
Для серии характерны картинки, иллюстрирующие понятие электрического тока. Во всех случаях показано направленное движение заряженных частиц. Кроме того, информация о времени всегда располагается под движущимся зарядом, чтобы закрепить зрительное восприятие положения аналогичных физических величин в рассматриваемой зависимости.
Частая подача однотипных слайдов приводит к автоматизму работы с формулами. Ученики привыкают к связи между физическими величинами и соответствующим зрительным сопровождением.
АНАЛИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ
Наряду с формированием автоматизмов, важной составляющей учебного процесса является развитие аналитического мышления.
В процессе работы над этой составляющей учебной деятельности мы предлагали слушателям сравнить две картинки (Слайд 5). Ученикам необходимо установить закономерность и предсказать цифры, которые появятся на следующих рисунках.
После выслушивания ряда высказываний проектируется слайд 6. Учитель обобщает выступления учащихся: “В последовательности рисунков наблюдается линейное увеличение заряда и времени. Однако отношение физических величин остается постоянным. Найденная закономерность записывается с помощью формулы I=q/t. Сила тока - это физическая величина, равная отношению заряда ко времени”.
НАПРЯЖЕНИЕ
Прием поиска зависимости на картинках позволяет познакомить учащихся с таким понятием, как напряжение. Сначала проектируется слайд 7.
Полученный ранее опыт приводит к увеличению числа учеников, которые могут предсказать числа на следующих картинках (Слайд 8).
Совместными усилиями формулируется словесное сопровождение таких слайдов: “Мы наблюдаем линейное изменение работы и заряда. Однако отношение физических величин остается постоянным. Найденная зависимость позволяет ввести новую характеристику электрических явлений: напряжение. Напряжение – это физическая величина, равная отношению работы к заряду”.
Понятие работы связано с наличием двух векторов: силы и перемещения. Для усиления наглядности данные вектора часто размещаются на картинках, где речь идет о напряжении. Важной составляющей таких картинок является информация о заряде: суммарное количество электричества q зависит от числа N заряженных частиц.
Точка приложения силы может быть показана как для всей совокупности частиц (Слайд 9), так и для отдельных элементов (Слайд 10). В последнем случае суммарная сила F равна произведению одной элементарной силы Fo на их количество N.
ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА
Изучение электрического поля предполагает рассмотрение условий его возникновения. Учащимся вновь предлагается сопоставить две картинки (Слайд 11).
Теперь уже многие ученики применяют известную схему рассуждений. При сравнении рисунков наблюдается линейное увеличение работы и заряда. Нетрудно предположить, что на следующем кадре рассматриваемые величины увеличиваются в три и четыре раза (Слайд 12).
Найденная закономерность позволяет ввести характеристику источника электрической энергии. Электродвижущая сила - это физическая величина, равная отношению работы к заряду.
Суммарный заряд q с нижнего уровня переносится на верхний уровень. Образуется разное количество частиц на нижней и верхней пластинах. Чтобы преодолеть отталкивание одноименных зарядов, необходимо совершить работу. Ее совершают силы неэлектрического происхождения.
В нашем образном рисунке суммарный заряд q переносят человечки. Направление переноса противоположно действию электрического поля. Работа поля АЭ и работа сторонних сил АС имеют разные знаки. В замкнутой электрической цепи алгебраическая сумма этих работ равна нулю.
Наряду с положительным эффектом, рассматриваемый прием сигнализации пальцами имеет некоторые недостатки. Отдельные учащиеся не хотят думать и просто повторяют действия хороших учеников.
В таких случаях мы предлагаем отличникам при ответе показывать заведомо ложный результат (Слайд 13). Теряется смысл использовать чужую сигнализацию. Приходится опираться на собственные знания. В то же время усложняется мыслительная деятельность продвинутых учеников. Им приходится искать не только правильные решения, но и переключаться на неверный ответ.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Практика ввода одних физических величин через пропорциональность других имеет место и для ряда экспериментов в физике. С этим приемом ученик знакомится при анализе следующих экспериментальных данных. Необходимо сравнить показания приборов в первом и втором опытах (Слайд 15). Ставится задача предсказать показания приборов в третьем и четвертом экспериментах. Если возникают сложности, то для сохранения темпа урока, сразу проектируется кадр 16.
Делаются выводы по известной схеме: “В экспериментах наблюдается пропорциональное увеличение напряжения и силы тока. Возникает необходимость введения новой характеристики электрических явлений. Сопротивление – это физическая величина, равная отношению напряжения к силе тока”.
Закрепление полученной формулы R=U/I осуществляется не только за счет простейших вычислений, но и с помощью соответствующего словесного сопровождения рисунков. Проекция слайда 17 позволяет продемонстрировать наложение хаотического движения на поступательное движение элементарного заряда. При столкновении с тяжелым атомом легкая частица отскакивает от массивного объекта. Однако под влиянием электрического поля положительный заряд продолжает двигаться к отрицательной пластине. Атом, получив дополнительный импульс, увеличивает амплитуду своих колебаний. Происходит нагревание проводника.
Для усиления акцента на тепловое действие тока в ряде слайдов движение частиц показано в среде, которая имеет красноватый оттенок.
Тренировка мыслительной деятельности учащихся предполагает определенный порядок подачи слайдов. Последовательность кадров 19 и 20 способствует формированию внимания и умению быстро переключаться. При нахождении заряда q в исходной задаче (Слайд 19) физические величины перемножаются q=It. В следующем задании (Слайд 20) для определения заряда q физические величины делятся q=A /U.
ПОИСК АНАЛОГИЙ
Развитию аналитического мышления способствует также поиск аналогий. На экран проектируется картинка, иллюстрирующая круговорот воды в природе (Слайд21). Предлагается сравнить два процесса: движение молекул воды и перемещение электрических зарядов. Необходимо найти соответствие отдельных явлений в природе и процессов на разных участках электрической цепи. При наличии затруднений проектируется слайд 22.
Нагретая Солнцем, вода испаряется. Водяной пар поднимается в небо, где образуется облако. Суммарная масса облака m определяется как произведение массы одной молекулы mo на число молекул N. Подобно массе облака суммарный заряд q находится через произведение заряда одной частицы qo и числа частиц N.
Энергия Солнца затрачивается на перемещение молекул пара в направлении, противоположном действию гравитационного поля. Так и в батарейке химическая энергия используется для перемещения заряда в направлении, противоположном действию электрического поля. В случае дождя Земля притягивает капельки воды. Аналогичным образом в резисторе суммарный заряд перемещается под действием электрического поля.
Закреплению ассоциации между гравитационными и электрическими силами способствуют также слайды 23-24. В обоих случаях при перемещении частиц совершается работа.
Необходимость словесного сопровождения рисунков является важным стимулом мыслительной активности всех учеников в классе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наряду с коллективной работой в классе, учащиеся имеют возможность закреплять автоматизмы в индивидуальном порядке. Для этого преподаватель на своем сайте размещает соответствующие задания. Последовательность создания такого сайта описана нами в статье [1].
Использование рассмотренных в данной статье примеров при индивидуальной работе обучаемого показано в приложении. Уровень автоматизма проверяется в классе на дополнительных компьютерах. При нулевом количестве ошибок необходимо уложиться в интервале 1-2 минуты. Время, отводимое на решение, таймер показывает в децисекундах.
Для обеспечения высокого темпа работы с заданиями важно, чтобы вся информация полностью помещалась на экране компьютера. Однако существуют такие комбинации браузера и формы экрана, что появляется полоса прокрутки. В приложении даны два варианта оформления кадра. Пользователь выбирает наиболее удобный для него вариант.
Новизна предлагаемого подхода к организации обратной связи на уроке заключается в использовании нетрадиционной системы знаков. Обычное поднятие руки тренированным учеником информирует учителя о наличии у школьника активной умственной работы. В то же время остальные ученики остаются пассивными слушателями.
Предлагаемая система знаков заставляет всех присутствующих принимать решение. По сравнению с традиционным диалогом возрастает контроль мыслительной деятельности каждого ученика на уроке.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Волков М.Е. Применение Javascript для контроля знаний обучаемого. Издательский дом “Первое сентября”. 2016 г.