Рисунок № 1. Поэтапная модель решения нестандартных задач из раздела физики “Механика” в школе.
Известно, что в содержании каждой нестандартной задачи по физике находятся частные проявления физических явлений и процессов, законов и правил. Для решения нестандартных задач раздела физики “Механика” необходимо глубоко и основательно изучить соответствующую теорию.
При чтении условия нестандартных задач не нужно концентрировать основное внимание на искомой величине и стараться быстро ее найти. Напротив, необходимо понять содержание физического явления, отражённого в нестандартной задаче и вспомнить физические законы и формулы, находящиеся в основе этого явления.
Ниже мы сочли необходимым предложить вниманию учащихся две из нестандартных задач.
Задача №1. Приведенный на рисунке график υ(t) состоит из полуокружности, где υmax = υ0 . Найдите среднюю скорость данного движения.
П уть пройденный телом на протяжении времени Ot с точки зрения числа равно площади полуокружности на рисунке 1. Известно что υmax = υ0 радиус полуокружности, в этом случае площадь полуокужности s и пройденный путь равен s= . Известно что средняя скорость равна отношению пройденного пути ко времени, которое потребовалось для его прохождения, иными словами υср= . Здесь время t равно диаметру полуокружности на графике, или же двум радиусам, то есть t1= и t= . Теперь если мы подставим значения s - пути и t времени в формулу средней скорости, то υср= = = . Значит средняя скорость равна υср= . Ответ: υср=
рисунок.
Задача № 2. Насос с мощностью N должен переправить воду Q м3/соат по трубе с площадью среза S на высоту H. Каково должно быть здесь самое маленькое (минимальное) значение N? Что нужно сделать для выполнения данной задачи, если мощность насоса не будет достаточной и невозможно будет поменять насос?
Допустим, что насос прогоняет воду Q м3/час через трубу с площадью среза S- на протяжении времени Объём пройденной воды будет v= . Вода в трубе равна высоте столба h=l= = скорость потока воды в трубе равна υ= = = . Выполненная насосом работа состоит из его кинетической энергии для доведения скорости воды до υ и потенциальной энергии воды на высоте H. Известно что плотность воды В этом случае, масса равна m=ρV= ρ . Потенциальная энергия =mgH= ρ . Кинетическая энергия = = = . В течение времени работа выполненная насосом равна A= + . Если мы поставим сюда значение потенциальной и кинетической энергии, то A= ρ + . Минимальная сила насоса (для ФИК 100%) должна быть N= = ρ + . Если увеличить площадь среза трубы S, то в этом случае значение второго слагаемого уменьшится в квадратах, и уменьшится минимальная сила насоса, иными словами, если мощность насоса N недостаточна тогда необходимо увеличить площадь среза трубы S, и таким образом выполнить данную работу.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
Необходимо проанализировать цель, состав, сущность, условия формирования и развития учебных дисциплин и учебную деятельность. 2. Обобщить сведения о развитии идей о роли задач в преподавании физики в школе; в формировании тем учебной деятельности в младших классах школ определить степень развития в способах применения дидактики и нестанлартных физических проблем. 3. Сформировать критерии оценки качества нестандартных задач по механике и определить их методические возможности, использовать их в качестве определяющего изучаемый предмет средства воспитания своеобразных особенностей личности ученика общеобразовательной школы. 4. Подготовить сборник нестандартных задач по разделу физики “Механика” в школе и разработать для учителей инструкции, описывающие методы работы с упражнениями определенных жанров. 5. Проверить продуктивность методики решения предлагаемых нестандартных задач по механике.
В третьей главе диссертации, названной “Организация и проведение педагогического эксперимента” изложены содержание и анализ результатов экспериментальной работы.
На первом этапе педагогического эксперимента в процессе экспериментальной работы с целью определения принципов отбора нестандартных задач для 10 классов, а также качества и продуктивности усвоения приготовленных для их решения раздаточных и дидактических материалов на постоянной основе были организованы беседы, опросы, анкетирования и обсуждения с преподавателями физики, проводились наблюдения и письменные контрольные работы. Полученные результаты помогают внести некоторые изменения и добавления в принципы отбора нестандартных задач по физике и в систему их решений. Например, в начале исследовательской работы была проведена письменная контрольная работа для учащихся контрольных и экспериментальных групп по решению нестандартных задач по физике за 10 класс. Результаты эксперимента приведены в таблице № 1.
Необходимо отметить, что письменная контрольная работа проводилась без объяснений и методической помощи. Контрольная работа по механике проводилась после того, как решение нестандартных задач было теоретически изучено. В таблице № 1 показаны результаты предварительной письменной контрольной работы учащихся по решению нестандартных задач по механике за 10 класс.
Таблица № 1.
Учебный год
|
Количество учеников, человек
|
Оценки, полученные учениками экспериментальной и контрольной групп
|
Отлично
“5”
|
Хорошо
“4”
|
Удовлетво-рительно
“3”
|
Неудовлетво-рительно
“2”
|
|
2018/2019
|
105/106
|
22/20
|
46/48
|
28/28
|
9/9
|
Ткуз.=8,5
Ткрит.<Ткуз.
|
2019/2020
|
104/106
|
32/24
|
38/37
|
31/31
|
13/14
|
Ткуз.=9
Ткрит.<Ткуз.
|
2020/2021
|
104/106
|
19/19
|
37/39
|
34/36
|
14/12
|
Ткуз.=9.5
Ткрит.<Ткуз.
|
Из анализа таблицы № 1 видно, что успеваемость учащихся контрольной и экспериментальной групп по решению нестандартных задач по механике практически одинаково, даже ниже у экспериментальной группы.
Уровень знаний учащихся по решению нестандартных задач по механике объясняется следующим образом:
в большинстве общеобразовательных школ нашей страны нестандартные задачи по механике практически не решаются. 2. в некоторых общеобразовательных школах даже учителя физики не осознают место и значение решения нестандартных задач в процессе обучения физике. 3. в большинстве общеобразовательных школ у учителей физики недостаточно теоретических знаний, практических навыков, квалификации и компетенции, касательно принципов отбора и решения нестандартных задач.
Теоретические знания, практические навыки, квалификация и компетенция учащихся в решении нестандартных задач по механике изучались при помощи аналитического метода. Качество и продуктивность знания учеников проверялись в конце каждого учебного года в форме письменной контрольной работы на основе следующих критериев оценки:
Оценка “Отлично” - подразумевает умение глубоко, основательно и всесторонне анализировать необходимые для решения нестандартных задач по механике понятия, законы, формулы и правила; верное выполнение математических расчётов; умение проверять и анализировать полученные результаты. 2. Оценка “Хорошо” - принимает во внимание умение анализировать необходимые для решения нестандартных задач по механике понятия, законы, формулы и правила, допущение незначительных погрешностей в математических расчётах и некоторых недостатков при проверке и анализе результатов; 3. Оценка “Удовлетворительно” подразумевает применение понятий, необязательных при решении нестандартных задач по механике, неумение правильно анализировать законы, формулы и правила, выполнение математических расчётов с серьезными недостатками, неспособность правильно проверить и проанализировать полученные результаты. 4. Оценка “Неудовлетворительно” - подразумевает неумение анализировать законы, формулы и правила при решении нестандартных задач по механике, отсутствие представления о математических расчётах.
В процессе педагогического опыта мы привели только некоторые образцы, касающиеся решения нестандартных задач по механике. Они были применены при решении нестандартных задач в процессе преподавания таких разделов механики как “Кинематика”, “Динамика” и “Статика”.
В процессе педагогического эксперимента, после обучения каждому из разделов, 1-2 часа отводилось на решение нестандартных задач по механике. По завершении педагогического эксперимента было выявлено, что в теоретических знаниях, практических навыках, квалификации и компетенции учащихся из контрольных групп при решении нестандартных задач по физике проявляется статистическая разница в 9,5 %. А уровень знаний учащихся в экспериментальных группах относительно выше уровня теоретических знаний, практических навыков, квалификации и компетенции учащихся из контрольных групп. Для проверки достоверности полученных результатов нами был применён метод χ2- (хи- квадрат). При этом мы исходили из следующих отклонений:
1.Выбор контрольной и экспериментальной групп случаен; 2. Данные выборки не связаны друг с другом, и учащиеся в каждом из выбранных классов не связаны друг с другом. 3. Измерительная шкала является номинативной и обладает тремя критериями: полный правильный ответ (ТТЖ), полный неясный ответ (ТНЖ), неясный ответ (НЖ).
Разница в значении критического критерия для степени точности а = 0,05 и числу степени свободы 3=3-1=2 является Ткуз.>Ткрит. и равно Ткрит =5,991.
Степень точности выявленной разницы а = 0,05 позволяет нам вывести научное заключение о достоверности нашего педагогического эксперимента и предложить рекомендации.
При решении каждой нестандартной задачи по физике, критерии Ткуз (ТТЖ, ТНЖ, НЖ) подсчитывали по нижеследующей формуле.
Здесь: n1– “Н” - количество учащихся в контрольных группах;
n2 – “T” - количество учащихся в экспериментальных группах;
Q1i - количество учеников, получивших оценки в первом конкурсе, здесь i (i - 2 по ТЖЖ, 3 по НЖ);
Q2i- количество учеников, получивших оценки во втором конкурсе, здесь: i (i - 2 по, 3 по НЖ);
Таким образом, есть основания для утверждения, что решение нестандартных задач по механике в школе воздействует на содержание, качество и эффективность формирования у учащихся теоретических знаний, практических навыков, квалификации и компетенции.
Do'stlaringiz bilan baham: |