Матецкий Н.В., Харазян О.Г. Решение задач как способ систематизации

Матецкий Н.В., Харазян О.Г. Решение задач как способ систематизации и обобщения знаний учащихся // Фiзiка: праблемы выкладання. – 2007. – № 2. – С. 23-29.

В современных условиях объем необходимых для человека знаний быстро возрастает. Потоки информации заполняют окружающий нас мир, просачиваясь во все сферы жизнедеятельности человека. Современные школьники сталкиваются с большим количеством учебного материала, который им нужно освоить. Наблюдается непрерывное возрастание умственной деятельности учащихся, перегруженность их учебного дня. Как помочь ученикам справиться с таким обилием информации? Каким способом структурировать полученные ими знания? Один из ответов на поставленные вопросы — систематизация и обобщение знаний учащихся.

Стремление к систематизации возникает уже у дошкольника и выражается в словах «все», «некоторые», «один», «ни один» и т.п. В школе учеников приучают к систематичности и последовательности в учебной деятельности путем соблюдения ими определенной логики изложения в устных и письменных ответах об отдельных объектах и событиях, в несложных по структуре описаниях и рассказах, в рассуждениях о плане решения задачи и т.д. Затем школьники овладевают умением распознавать систему в структуре изучаемой темы и предмета в целом. Осознание связей между изучаемыми фактами, явлениями, понятиями отражается на осмыслении знаний. Непонимание учащимися структурных связей между разнородными элементами теоретических знаний, включенных в учебные курсы, препятствует формированию целостности знаний, увеличивает нагрузку на память. Поэтому систематизация занимает важное место в развитии и воспитании мышления и памяти и является одним из средств повышения эффективности обучения.

Под систематизацией следует понимать мыслительную деятельность, в процессе которой изучаемые объекты организуются в определенную систему на основе выбранного принципа. Важнейший вид систематизации — классификация, т.е. распределение объектов по группам на основе установления сходства и различия между ними. К систематизации приводит также выделение основных единиц материала, что позволяет рассматривать конкретный объект как часть целой системы; установление логико-генетических связей, отраженных через физические понятия; установление причинно-следственных отношений между изучаемыми фактами.

Обобщение знаний представляет собой переход на более высокую ступень абстракции путем выделения общих признаков (свойств, отношений, тенденций развития и т.п.) предметов рассматриваемой области; влечет за собой появление новых научных понятий, законов, теорий, приводит к существенному изменению их качества, к усвоению ядра знаний, их системы. Таким образом, систематизация и обобщение знаний являются важным и необходимым условием глубокого и осознанного усвоения информации и формирования таких приемов мышления, как анализ, синтез, абстрагирование, сравнение, аналогия, обобщение, конкретизация.

Необходимо отметить тот факт, что урок систематизации и обобщения знаний является сравнительно молодым типом урока, и зачастую преподаватели проводят его, используя традиционные устаревшие методы. Организация же современного урока систематизации и обобщения требует тщательной и трудоемкой подготовки учителя. Сравним традиционный тип урока повторения-обобщения с современным уроком обобщения и систематизации знаний по некоторым признакам.

Таблица 1

Сравнение традиционного и современного уроков обобщения и систематизации знаний

 

Сравниваемые признаки

Традиционный урок повторения-обобщения

Современный урок обобщения и систематизации знаний

Учебные задачи урока

■ повторить и закрепить материал,

■ обобщить материал в том или ином систематизированном виде

■ актуализировать и углубить знания,

■ обобщить знания,

■ систематизировать фундаментальные и прикладные знания

Развивающие задачи урока

Развить умения:

■ группировать объекты,

■ выделять сходства и различия между ними,

■ приводить знания в систему

Создать условия для:

■ установления связей внутри физических понятий, теорий, законов,

■ выделения существенных признаков изучаемых явлений, понятий,

■ установления причинно-следственных связей между ними

Форма систематизации

Таблицы, в которые заносится изученный школьниками учебный материал

Классификация посредством схем, таблиц, диаграмм

Структурирование знания

Знание представляется в рядоположенном перечне элементов изучаемого материала

Знание представляется в соответствии с его познавательным значением

Формы работы на уроке

Обзорные лекции, уроки-семинары

Итоговые беседы, семинарские занятия обобщающего характера, уроки-конференции, просмотр учебных и научно-популярных фильмов, «круглые столы», презентации проектов и др.

Методы обучения

Информационно-объяснительные

Проблемные, поисковые, исследовательские

Время проведения

В конце изучения темы или раздела курса

На любом этапе изучения темы

 

Данная таблица демонстрирует преимущества современного урока и свидетельствует о необходимости коррекции традиционных методов обучения.

В настоящее время важными становятся не только усвоенные в школе знания, но и овладение учащимися способами усвоения знаний, способами мышления и учебной деятельности, развитие познавательных сил и творческого потенциала ученика.

Исходя из этих представлений, мы разработали урок систематизации и обобщения знаний в рамках личностно-деятельностного подхода. При данном подходе учитываются мотивы, цели и способности учеников, а обучение, развитие и воспитание организуются через деятельность самих обучающихся. Основная методическая идея разработанного урока заключается в том, что решение задач используется как эффективный способ систематизации и обобщение знаний. Решение задач позволяет развивать физическое мышление учащихся, обобщать и систематизировать их знания, получить новые знания, повторить, закрепить и проверить знания, углубить приобретенные знания и актуализировать их.

 

РАЗРАБОТКА УРОКА СИСТЕМАТИЗАЦИИ И ОБОБЩЕНИЯ ЗНАНИЙ ПО КИНЕМАТИКЕ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Рекомендуется провести сдвоенный урок после изучения раздела кинематики. На этапе подготовки к урокам учителю необходимо распределить учащихся по разнородным группам в составе от 3 до 5 человек и подготовить карточки-задания. Также необходимо организовать расстановку учебной мебели в классе таким образом, чтобы члены группы сидели лицом к лицу.

 

Учебные задачи урока:

  • организовать повторение и систематизацию основных формул, понятий и способов графического представления движения, систематизацию основных методов решения задач;
  • обеспечить овладение методами решения экспериментальных задач по кинематике.
 

Задачи личностного развития:

  • способствовать развитию аналитического и критического мышления учащихся; сравнивать и выбирать оптимальные методы решения задач;
  • создать условия для развития исследовательских навыков, умений работы в группе (общения, достижения доверия и др.).

Данный урок включает в себя три основных этапа.

На этапе решения качественных задач реализуется первая из поставленных учебных задач. Учитель читает условие, а ученики отвечают по следующему принципу: сначала отвечает ученик из первой группы, который раньше всех поднял руку. При правильном ответе балл идет в счет данного ученика и в копилку команды. Если же ответ неправильный, то право отвечать переходит к следующей команде, участник которой первым поднимет руку.

Итогом первого этапа является заполнение учащимися таблицы (предлагается учителем) для систематизации основных понятий, формул, графиков с последующим их анализом.

Этап решения теоретических задач. Здесь каждая из команд получает по задаче (на различные методы решения) и решает ее в течение некоторого времени. Затем группы по очереди у доски представляют решение своей задачи всему классу, причем каждый член группы должен отвечать за какой-то конкретный этап решения задачи. Например, если в группе 4 человека, то первый ученик анализирует условие задачи, второй — представляет рисунок (чертеж, график к задаче), третий — ее решение, четвертый — анализирует полученное решение. После того как группа представила решение своей задачи, группы-соперники задают вопросы. Завязывается дискуссия.

Итог второго этапа: ученики перечисляют и записывают методы решения задач по кинематике.

На этапе решения экспериментальных задач каждая команда получает по одной экспериментальной задаче и общий план проведения экспериментальных исследований. Через некоторое время группы вновь представляют решение всему классу. Так же, как и на этапе II, каждый ученик предоставляет индивидуальный отчет и несет личную ответственность за успех своей группы. Например, первый ученик представляет решение задачи, второй — результаты в виде расчетных таблиц, схем, графиков, третий — погрешности, а четвертый — анализ результатов. Затем группы-соперники задают вопросы друг другу, проводится дискуссия. Учитель направляет и поддерживает дискуссию.

Итог третьего этапа: учащиеся записывают в тетради общий план решения экспериментальных задач.

Итог урока подводится на рефлексивном этапе. Учащимся предлагается ответить на следующие вопросы:

  • Что каждый из вас сделал сегодня на занятии?
  • Каковы основные результаты? Чего удалось достичь?
  • Что каждый понял, чему научился?

В конце урока учитель и ученики подводят результаты учебной деятельности, выводят итоговые отметки. Отметим, что ученики после каждого этапа урока на специальных бланках должны были оценить свою деятельность, деятельность членов своей группы, а также поставить отметки за работу другим группам.

МАТЕРИАЛЫ К УРОКУ

Технологическая карта урока

 

Деятельность учеников

Деятельность учителя

Время, мин

1

Слушают учителя, самоопределяются на результат урока

Сообщает тему урока, организует личностное самоопределение учеников

1

2

Решают качественные задачи, выставляют отметки в бланки

Диктует качественные задачи, комментирует ответы учащихся, дополняет их. Оценивает деятельность отдельных учеников и групп в целом

12

3

Заполняют таблицы и схемы, систематизирующие знания по кинематике. Сверяются с доской

Иллюстрирует и комментирует таблицы, схему, систематизирующие знания по кинематике

2

4

Группы решают теоретические задачи

Ходит по классу и смотрит, понимают ли учащиеся условия задач, дает текущие комментарии, советы

10

5

Каждая группа представляет решение своей задачи. Остальные ученики внимательно слушают, задают вопросы и выставляют отметки в бланки. Ученики перечисляют методы решения задач по кинематике

Слушает выступления учеников, корректирует их ответы, направляя в правильное русло. Отмечает ошибки и неточности при ответах, задает вопросы. Выставляет отметки

20

6

Группы решают экспериментальные задачи

Ходит по классу, убеждаясь в том, что ученики понимают, что они должны делать в группах. Дает, если это необходимо группе, ряд указаний. Контролирует успешность выполнения экспериментального задания группами учащихся, характер их общения между собой, способ оказания необходимой помощи друг другу

20

7

Группы перед классом представляют решение своей задачи. Остальная часть класса слушает, задает вопросы, оценивает деятельность своих одноклассников

Следит за выступлениями групп, комментирует ответы, задает дополнительные вопросы, выставляет отметки

23

8

Проводят рефлексию учебно-познавательной деятельности. Выводят итоговые отметки

Подводит итог учебной деятельности. Выставляет итоговые отметки по результатам деятельности учащихся

2

 

Качественные задачи

1. Санки скатываются с горы; шарик скатывается по наклонному желобу. Какое из этих тел движется поступательно?

Ответ: Санки.

2. Земля вращается с запада на восток. Почему же, подпрыгивая вверх, мы попадаем на то же место, а не смещаемся к западу?

Ответ: Потому, что в системе отсчета, связанной с Землей, человек покоится.

3. Какова траектория движения точек винта самолета по отношению к летчику? по отношению к Земле?

Ответ: Окружность, винтовая линия.

4. Какие из приведенных зависимостей описывают равномерное движение?

1) s = 2t + 3; 2) s = 5t2; 3) s = 3t; 4) υ = 4 – t; 5) х = 7.

Ответ: 1, 3, 5.

5. На рисунке 1 изображен график изменения координаты тела, движущегося прямолинейно. Нарисуйте график изменения пути этого движения. 

 

Рис. 1

Ответ:

 

 

 

6. Даны графики перемещений для трех прямолинейных движений (рис. 2). Чем отличаются друг от друга эти движения? Скорость какого из них наибольшая, наименьшая?

Рис. 2

Ответ. Скорости движений различны: а — наибольшая скорость; в — наименьшая скорость.

7. Почему дождевые капли в безветренную погоду оставляют наклонные прямые полосы на стеклах равномерно движущегося железнодорожного поезда?

Ответ: В системе отсчета «Земля» траектория капли — вертикальная линия. В системе отсчета «вагон» движение капли по стеклу есть результат сложения двух прямолинейных движений: движения вагона и падения капли в воздухе. Поэтому след капли на стекле наклонный.

8. Пассажир скорого поезда смотрит в окно на вагоны встречного поезда. В момент, когда последний вагон встречного поезда прошел мимо его окна, пассажир ощутил, что его движение резко замедлилось. Почему?

Ответ: Относительная скорость взаимного движения поездов равна сумме скоростей движений обоих поездов относительно Земли. Ясно, что эта скорость больше скорости движения одного поезда относительно неподвижных предметов.

9. Какие из приведенных зависимостей описывают равнопеременное движение?

1) υ = 3 + 2t; 2) s = 3 + 2t; 3) s = 3t2; 4) s = 3tt2; 5) s = 2 – 3t + 4t2.

Ответ: 1, 3, 4, 5.

10. На рисунке 3 даны графики, характеризующие движение пешехода. Опишите это движение, пользуясь обоими графиками.

а           б

Рис. 3

Ответ: Рисунок 3, а представляет собой график изменения координаты, а рисунок 3, б — график пути. На первом графике показано, что пешеход вернулся в то место, откуда он начал движение; на втором по ординате точки С можно определить весь пройденный им путь. Отрезки ОА и ВС соответствуют движению; АВ — остановке. В обоих направлениях скорость движения одинакова. Это видно по наклону прямых ОА и ВС к оси времени.

11. На рисунке даны графики ускорений четырех движущихся тел. Как движутся эти тела?

а                           б

в                            г

Ответ: а) Равноускоренно; б) равнозамедленно; в) ускоренно (с равномерно возрастающим ускорением); г) ускоренно (с изменяющимся ускорением).

12. Какую скорость переменного движения показывает спидометр автомобиля?

Ответ: Близкую к мгновенной.

13. Почему при выстреле надо направлять ружье чуть выше цели? Когда превышение должно быть больше: при близкой или далекой цели?

Ответ: Потому, что на пулю будет действовать сила тяжести. Далекой.

14. У каких часов линейная скорость конца минутной стрелки больше — у карманных или у больших настенных? Решите тот же вопрос для угловой скорости.

Ответ: У больших настенных часов. Угловая скорость будет одинаковой.

Образец одного из вариантов экспериментальных задач с планом ее решения

Экспериментальная задача

Если на ось стоящей на столе катушки положить линейку, то при ее перемещении катушка будет катиться по столу. Определите экспериментально, как перемещение l катушки зависит от перемещения s линейки (l и s отсчитывать относительно стола). Постройте график зависимости l = f(s). По графику найдите, во сколько раз радиус колеса катушки больше радиуса ее оси.

Оборудование: катушка, линейка, миллиметровая бумага.

I. Планирование эксперимента

1. Провести анализ задачи исследования, а) Если задача — выявить неизвестную закономерность, то выдвинуть обоснованное (на основе наблюдений, опытов, теоретических выводов и т.п.) предположение о том, какие физические величины входят в исследуемую закономерность.

б) Если задача — определить численное значение физической величины, то получить расчетную формулу для определения исходной величины.

2. Мысленно сконструировать установку для планируемого исследования с учетом условий, в которых изучаемый процесс должен протекать.

3. Выбрать необходимые измерительные приборы.

4. Выбрать последовательность действий при проведении измерений (что именно измерять в первую, что — во вторую очередь).

II. Работа с экспериментальной установкой

5. Собрать экспериментальную установку.

6. Составить таблицу результатов измерений (наблюдений).

7. Оценить погрешность прямых измерений.

8. Сделать необходимые измерения.

III. Анализ результатов эксперимента

9. Обработать результаты.

а) Нанести экспериментальные точки на координатную сетку, учтя погрешность прямого измерения; построить график зависимости.

б) Подставить данные измерения в расчетную формулу для искомой физической величины и произвести расчеты.

10. Сделать выводы.

а) Выявить и проанализировать характер исследуемой закономерности в соответствии со сформулированной задачей исследования.

б) Оценить разумность полученного результата.

Ответ к экспериментальной задаче: перемещение l катушки линейно зависит от перемещения s линейки: l = k·s, где k = const и равна тангенсу угла наклона прямой l(s).

Отношение радиусов: R/r = k/(l  k).

Одна из основных особенностей разработанного нами урока систематизации и обобщения знаний заключается в применении решения физических задач (качественных, теоретических, экспериментальных) как средства систематизации и обобщения знаний учащихся. Решение экспериментальных задач позволяет не только актуализировать знания учеников и развивать у них исследовательские навыки, но и организовать своеобразный поиск, добывание новых знаний самими учащимися, что вызывает у них огромный познавательный интерес и положительные эмоции.

Данный метод дает возможность включить всех учащихся в активную работу, целенаправленно вовлечь их в учебный процесс, а по окончании урока оценить деятельность каждого.

Используя технологическую карту, можно провести урок систематизации и обобщения знаний по любым разделам и темам физики. При этом материал к уроку подбирается в соответствии с уровнем подготовленности учеников.

Выложил alsak
Опубликовано 12.08.13
Просмотров 8654
Рубрика Методика | Решение задач
Тема Без тем